来自计算机科学家的一份新报告预计，在量子计算工具变得强大到足以破坏当前的公钥加密系统——公钥加密系统是数据安全和金融交易的基础——之前，可能至少还需要10年时间。
但根据国家科学、工程和医学院发布的报告称，用抵抗量子黑客攻击的新协议取代现有的加密工具可能还需要10年或更长的时间。
因此，该报告的作者说，迫切需要开始向这种“后量子”协议过渡——其范围从增加加密密钥的大小到开发新的基于网格的系统，如NewHope和Frodo。
这项研究由美国联邦国家情报局局长办公室赞助，并与9月份白宫量子信息科学峰会期间制定的政策战略相吻合。与白宫战略文件一样，国家科学院的研究指出，量子计算的兴起将对国家安全产生深远的影响。
数十年来，量子计算一直是学术研究的主题，但最近，它已成为微软、IBM、谷歌和波音等公司开发的潜在应用的焦点。D-Wave Systems是一家总部位于不列颠哥伦比亚省温哥华市的公司，吸引了亚马逊亿万富翁Jeff Bezos的投资资金，已经推出了一台能够进行有限类型量子计算的计算机。
该技术利用量子现象的模糊性质，其中比特可以同时表示1和0。量子计算机比传统计算机更适合模拟从原子级的化学相互作用到金融趋势的量子现象。
理论上，量子计算机也可以比传统计算机更快地筛选出各种排列，例如大素数的潜在因子。这可能导致今天的公钥加密方案过时，这些加密方案通常基于素数分解。
美国国家科学院的报告是由一个学术和工业专家委员会撰写的。报告称，量子计算是美国战略利益的一个领域。
“量子计算领域已取得了显著进展，委员会没有看到原则上无法构建大型功能性量子计算机的根本原因。”斯坦福大学委员会主席Mark Horowitz教授说，“然而，在我们达到这一里程碑之前，仍有许多技术挑战需要解决。”
最大的挑战包括发明量子计算机的纠错机制，以及开发将大量经典数据转换为量子态的方法。
报告称，量子计算机不太可能取代传统计算机。更有可能的是，基于量子的设备将被用作连接到更传统计算机上的加速器。
该报告指出，包括中国在内的其他国家正在为量子计算研究投入大量资源，即使私营部门无法盈利，美国也必须跟上。
“如果近期量子计算机在商业上不成功，政府的资助可能对防止量子计算研究和开发的显著下降至关重要。”报告称。
今年9月，众议院通过了一项名为《国家量子倡议法案》的措施，该法案将在五年内拨出12.75亿美元用于量子计算的研发资金。但是，参议院全体议员尚未就平行立法进行表决。
负责撰写《量子计算：进展与前景》国家科学院报告的委员会成员名包括Krysta Svore，他是位于华盛顿州雷德蒙市的微软量子研究量子架构和计算小组QuArC的负责人。
查看完整的报告原文，请访问：[btn type=”info” url=”https://www.nap.edu/catalog/25196/quantum-computing-progress-and-prospects”]完整报告[/btn]
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