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光子盒创始人顾成建：应对量子计算的数据威胁，需要两把“盾”
近日，腾讯新闻20周年特别策划《20年20人20问》，携手全球顶级企业家、思想家、教授、学者作为“未来提问官”，一起向未来发问。
其中，顺为资本合伙人程天提问：“量子计算将如何重新定义数据安全观念？其商业应用将率先体现在哪些场景？”
以下为光子盒创始人顾成建的作答。
随着量子计算的发展，计算能力虽然得到了显著的提高，然而，作为弊端，它也将极大地威胁到了当前的公钥密码体系安全。
量子计算的Shor算法可将破解大数分解问题和离散对数求解问题的时间从指数级降为多项式级，严重威胁到目前广泛使用的公钥算法的安全根基。随着量子计算技术的成熟，现存密码基础设施里凡是基于非对称密钥体制都会被瞬间破解，安全性不复存在。
尽管量子计算距离真正实用化和商用化还有不小的距离，但考虑其将来对信息安全的威胁，未雨绸缪是非常有必要的。军队中的军事通讯、政府传输机密文件、工业和商用领域传输的核心技术和数据、金融领域传输的金融数据等都具有被量子计算攻击的可能，全球正在寻求将密码全面升级至量子安全级别。
那我们如何应对量子计算机对数据安全的威胁呢？目前全世界范围内已经达成一定的共识，就是构建2把盾：数学之盾-PQC、物理之盾-QKD。
具体来看这两类盾：一类是基于数学原理的PQC，即抗量子密码体系，构建一套新的密码体系以应对量子计算机的攻击。目前美国NIST在主导这项工作，已经持续了好多年，预计在明年就会有比较明确的新密码体系方案；另一类是基于量子物理原理实现经典密码学目标的量子密码，最具代表性和实用性的是QKD（量子秘钥分发），量子通信则是以QKD为主的实现理论上绝对安全的通信方式。QKD和PQC是目前学术界公认的应对量子计算威胁的两个技术路径和方向。
我们当务之急的工作是快速开启量子策略，以保护长期存在的数据资产。任何商业机密都有可能因为量子计算而面临风险，所以现在就应该制定一个从当下密码学到量子密码学的迁移计划。量子计算不是一种迭代技术，它具有变革性和颠覆性的潜力。这类技术可能以难以预料的速度出现，造成不可预测的影响。现在就是采取行动的最好时间。当量子计算机到来的时候，希望大家都能做好准备。
量子计算机和今天的经典计算机相比，有4个基本的区别：
1）量子模拟，即计算机能够模拟复杂的分子2）加速优化多变量问题，即更快的速度给出最优解3）量子AI技术，更好的算法改变跨行业机器学习4）质因数分解，可以彻底改变密码学
虽然我们可以期盼量子计算机可以为目前算力紧缺的时代带来甘露，但我们离达到成熟的全面量子计算机仍有很长的路要走，也就是说，我们将在很长一段时间（预计到2030年前）内处于含噪声的中等规模量子计算(NISQ)时代，在几十个甚至几千个量子比特的量子计算系统上工作。
在2030年之前，我们比较确定的是将经典计算和量子计算进行深度融合，从而进一步提高当前的计算能力，同时量子算法也将在融合计算系统中得到应用，从而解决一部分商业问题。
比如，在未来几年，我们可以开始使用量子及混合策略来解决优化问题，金融、保险、交通等行业可以率先应用到各种优化问题的量子解决方案；我们还大概率可以应用量子计算机为化学、原料和制药公司提供具有意义的分子模拟，例如，目前在实验室中由合成化学家进行的各种研究可能会被量子模拟取代，因此，制药公司只需要更少的合成化学家；量子Al需要等到再远一些时间，我们认为最早到2030年左右；如果要想用量子计算机来分解有效质数(数百或数千位长；在今天的加密中使用的排序)，那需要等待更久的时间。
但总之，我们现在已经处于量子时代，未来的量子计算机可能以我们目前无法预见的方式塑造我们的日常生活和科学技术，而这个未来可能就是不久的将来。
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