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量子計算,正在開啟孫宇晨們的「末日倒計時」

2026-09-02 14:32

原標題:量子計算,正在開啟孫宇晨們的「末日倒計時」

科技圈有三個老梗:可控核聚變、量子計算,通用人工智能。網友們經常調侃,説這三樣技術永遠都處於「只差10年」就能商業化的狀態。

但如今看來,「量子計算」可能要搶跑了。

商業級的量子計算機已經放進了雲計算數據中心,同時,100個邏輯糾錯比特的實用化門檻,最快明年就會被跨過去。

一旦量子計算商業化,意味着藥物研發、材料科學、金融建模這些領域可能迎來質變。但還有一個行業聽到這個消息只會覺得脊背發涼:加密貨幣。

因為保護比特幣和以太坊私鑰的橢圓曲線加密,正是量子計算機最擅長攻破的。

當「永遠等不來」的量子計算突然變成明年就用上,「孫割」們錢包里的幣,可能危險了。

量子計算為什麼突然

「明年就能用上」

作家托馬斯·布萊克(Thomas Black)表示,量子計算現在還處在「前ENIAC」階段,但一個重要里程碑已經近在眼前,幾十家大公司都在為這一刻備戰。

所謂ENIAC,指的是1946年誕生的,世界上第 一臺可編程通用電子計算機ENIAC。重約30噸,1.8萬根真空管,一臺計算機就塞滿了整個房間,每秒只能做5000次加法,造價摺合今天約900萬美元。而現在,一臺普通的筆記本電腦每秒能完成幾十億次計算。

而托馬斯指的「重要里程碑」是「邏輯比特」。

經典計算機的比特要麼是0、要麼是1;量子比特能同時處於0和1,還能跟別的比特糾纏在一起,所包含的信息量更高。

但量子比特極其嬌貴,振動、熱量,哪怕説是路過一條宇宙射線照到它了,都會讓它的量子態當場崩塌,導致結果算錯。

所以行業里的做法是,把信息編碼到一堆物理比特上做冗余,剔除出錯的部分,「合成」出邏輯比特。

舉個例子,有100個員工,每人只記一小段,沒有人記得全部。這些人之間約好了一整套對應關係。一旦中間有人記錯了,只要檢查一下他和旁邊幾個人符不符合剛纔設定的對應關係,就能精確定位到是誰錯了,然后就可以把他糾正過來。

這些員工,就叫物理比特,而這100格員工放到一起,則是邏輯比特。

托馬斯認為,想要量子計算能夠商業化,那就需要100個邏輯比特。只要某台量子計算機能跨過這條線,量子計算機就有能力去解經典計算機搞不定的問題,比如模擬分子結構、設計新材料、優化複雜系統。

托馬斯進一步表示,最理想的情況是,明年就能實現100個邏輯比特。

目前跑在最前面的是Quantinuum這家公司。它的Helios機器已經有98個物理比特,編出了48個邏輯比特,雙比特門保真度做到99.921%。

就在8月11日,Quantinuum官宣與甲骨文合作,把Helios部署進位於美國的一座OCI AI數據中心,這是量子計算系統第 一次被物理意義上,塞進主流雲廠商的AI機房。甲骨文預計將在明年,拿這台量子計算機去跑AI的訓練和推理。

Quantinuum的下一代機器叫Sol,計劃2027年發佈,正是衝着100個邏輯比特這道門檻去的。

量子計算另一大玩家是IBM,他們今年7月和芝加哥大學合作,在一項實驗里做到了70個邏輯比特。

IBM官方表示,用這台70邏輯比特的量子計算所跑出來的計算結果,連市面上最強的超算都無法復現,而量子計算機全程只花了約15分鍾。

另一家走中性原子路線的Infleqtion,明年也準備在伊利諾伊的量子園區衝到50個以上的邏輯比特。

Infleqtion的CTO説:「達到100個邏輯比特,你纔開始能解決材料科學和化學里那些經典計算機解決不了的重要問題。」

像IBM、谷歌、Rigetti,用的是蝕刻在芯片上的機械比特,好擴展、但錯誤率也高;另一派走自然粒子路線,用磁場困住原子、拿激光操控,或者用分束器、移相器擺弄光子。

Infleqtion用的是電中性的原子,Quantinuum用的是帶電的離子,PsiQuantum用的是光子。

這就好像大模型,DeepSeek堅持開源,Anthropic和OpenAI堅持閉源一樣,只是模式不同而已,大家的模型都能寫代碼,都能做數學題。

現在沒人知道哪條路線會贏,甚至可能多條並存。

今年5月,美國商務部一口氣投了9家量子計算公司,批了20億美元資助。名單里就包括IBM、Rigetti、Quantinuum、Infleqtion、PsiQuantum。所有主流路線的代表都在里面,一家沒落下。

那麼量子計算機,到底比普通的計算機好在哪里?

2025年,D-Wave曾發表過這樣一個演示,用量子計算機模擬一種磁性材料。磁性材料之所以有磁性,是因為材料里每個電子的自旋都像一枚極小的磁針,有的指向上、有的指向下。這些小磁針彼此會相互作用、互相拉扯,還會隨着温度和外部磁場的變化翻來翻去。

而D-Wave讓量子計算機,算出了這塊材料里成千上萬個電子小磁針,在量子規則下,是如何隨時間的推移翻轉、互相影響,最后又呈現出什麼樣的磁性。

聽起來可能也就那樣,但是經典的超算大約要算上百萬年,它的量子計算機幾分鍾就跑完了,論文登上《科學》雜誌,還通過了獨立驗證。

托馬斯表示,物流企業開始用量子算法做路線規劃、車隊調度和庫存管理,試點里效率提升15%到30%。

摩根大通、高盛、匯豐,同樣在很早前就通過量子計算,用來做風險建模、期權定價和組合優化。IBM的模塊化系統Kookaburra已經連出4000多個物理比特,開源的量子計算框架Qiskit,如今已經圈了60多萬開發者。

8月24日,日本也推出首臺全棧中性原子量子計算機Shunkai,正式加入這場量子競賽。

技術、商業、資本三條線同時收緊。量子計算,真的要從「只差10年」,變成「明年就上」了。

量子計算毀滅加密貨幣

量子計算利好各行各業的同時,卻對加密貨幣行業造成了毀滅打擊。

從原理上來講,現在的加密貨幣,比如比特幣和以太坊,它們的私鑰本質上就是一個隨機數。公鑰由私鑰通過橢圓曲線加密(ECC)算法生成,錢包地址再由公鑰哈希得到。

公鑰就相當於銀行,私鑰就相當於你的簽名和密碼,你的簽名和密碼只能取走你的錢。

從公鑰反推私鑰,在經典計算機上是「不可能完成的任務」,據估算,哪怕是用全球最 好的超算,其所需要的計算時間,超過了宇宙的年齡。

然而這對於未來的量子計算機來説,可能也就幾個小時。

經典計算機破解私鑰,像拿着一串鑰匙一把一把地試,有沒有可能第 一把鑰匙就對了?當然有可能,但鑰匙數量越多,就越不可能。量子計算機則像直接配了一把萬 能鑰匙,一下就能探索多種可能性。

1994年,數學家彼得·肖爾(Peter Shor)提出了一個量子算法,能在多項式時間內分解大整數、求解橢圓曲線離散對數,正好用來破解RSA和ECC這兩大加密體系。

然而這個算法發表至今,幾乎沒有人拿來驗證,業內對於這個算法的看法是「理論很美、機器太遠」。可一旦超過100邏輯比特的量子計算機造出來,這個算法就不再只是理論了。

3月的時候,谷歌發表論文稱,業界此前估算破解比特幣的橢圓曲線加密需要約900萬個物理比特,其實只需要不到50萬。

剛纔説的幾個小時,縮短成了幾十分鍾。

更誇張的是,幾乎同一時間,加州理工和一家叫Oratomic的創業公司發文稱,理論上只要一萬出頭的物理比特,就能在十來天里攻破ECC-256。每隔一段時間,這個門檻就會往下掉一大截。

一個邏輯比特,大約等於幾十個、甚至上百個物理比特,所以只需要按照Oratomic的論文來看,邏輯比特破千后,任何加密貨幣都將不復存在。

因此,現在攻擊者採用的戰略是先收集、后解密(HNDL)。

現在就把鏈上所有大額地址、交易記錄、加密通信全部存下來,等量子計算機成熟的那一天,第 一時間批量回溯破解。

反正鏈上數據公開、永 久保存,收集成本幾乎為零。

谷歌的那篇論文還寫到,大約690萬枚比特幣、相當於總供應量的30%,正躺在公鑰已經暴露的錢包里。

還有一個概念叫做「交易搶跑」,因為量子計算機能在幾分鍾里算出私鑰,而比特幣一個區塊的確認時間大約是10分鍾,所以攻擊者完全可以在交易廣播之后、確認之前,搶先一步把幣轉走。

區塊鏈最引以為傲的「不可篡改」,在量子計算機面前徹底失效。

就算現在把幣轉進所謂的「量子安全錢包」也沒用,舊地址和舊交易已經永 久刻在鏈上了,改不掉,刪不掉。

但市場根本不需要等到有人真的破解私鑰。只要「一兩年內大概率能破解」形成共識,機構資金就會搶先撤離,價格會先崩,雪崩會先到。「孫割」們破產的原因,不是幣被偷,而是幣先變得一文不值。

網絡安全跟不上量子計算的發展速度

正如前文提到的,量子計算機威脅的不只有加密貨幣,還有現如今所有的網絡安全體系。

美國各方正在搶在量子計算機到來之前,把整個國家的加密體系換成「量子也破不了」的新算法。

今年6月22日,美國簽署第14412號行政令,要求聯邦機構最迟2030年底前,把所有高價值系統遷移到后量子加密(PQC),數字簽名體系最晚2031年底完成,承包商也必須在2030年底前合規。

美國商務部下設的美國國家標準與技術研究院(NIST),早在2024年就正式發佈了三個后量子密碼標準。美國國家安全局(NSA)要求,從2027年1月1日起,美國新採購的國家安全系統就必須支持后量子算法。

我們現在的加密,比如前文提到的RSA、ECC這些,靠的是「數學難題」,比如分解大質數、解橢圓曲線離散對數。經典計算機算不動,所以才安全。

而后量子算法的思路是換一批「量子計算也啃不動」的數學難題,比如格密碼等。

用人話來説,就是給計算機一堆亂糟糟的點,讓它找「離某個標記最近的那個點」。 如果本身知道那個隱藏的規律,就像我們清楚自己的銀行密碼一樣,那隻要瞬間就能找到那個點。可如果不知道規律,那就連量子計算機也只能在這堆沒有任何規律的點里瞎轉。

爲了防止量子計算破解公司的機密,谷歌把內部完成遷移的截止線定在了2029年。

但問題來了,防禦側的遷移大約需要5到10年,而攻擊側的突破可能只需要1到2年。

為什麼這麼慢?因為后量子加密根本不是「換個密碼」那麼簡單。

它牽扯的是整個證書體系、軟件簽名、供應鏈信任、IoT設備的全套替換。每一處用到老加密的地方,都不安全。

量子時代一旦降臨,這些設備就是網絡上永 久「裸奔」的節點,攻擊者甚至不需要攻破你的主機,只要在角落里找到一臺十年沒打過補丁的設備,就能把它當跳板。

光是「盤點清楚自己到底用了多少加密」,大型企業就要花12到24個月。

更麻煩的是那些一旦出廠就再也無法更新固件的嵌入式設備。它們沒有升級通道,只能被淘汰,或者硬着頭皮繼續服役。

同時,也正是由於HNDL的存在,讓這件事更加緊迫。現在加密通信里傳輸的數據,很可能已經被敵方悄悄存下來了。

連谷歌這種有資源、有動力、早早開始準備的機構,都要拖到2029年。那更何況是普通企業、普通人。

G7的網絡安全專家組,今年早些時候給銀行、保險、交易所和監管機構發了一份協調路線圖,敦促金融業加快PQC準備,按六個階段推進。

歐洲刑警組織也在1月發佈報告,專門給金融機構一套應對量子威脅的框架。

危機,同樣也是生意。從谷歌分拆出來的SandboxAQ,主營業務就是幫企業和政府做后量子遷移,估值已經超過50億美元。量子計算機還沒真正落地,對抗量子的錢就已經先賺到了。

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