【连载】比特币历史 | 量子霸权 (1)

（伊万卡·特朗普。图片来自网络） 本文看点：特朗普总统的女儿伊万卡喜欢谁？ 为什么喜欢？

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2019年10月23日，时任美国总统特朗普的女儿伊万卡·特朗普（Ivanka Trump）在个人推特账号[1]上发布了一条消息，措辞激动人心。 “这是官方的！美国实现了量子霸权！特朗普政府、谷歌和UCSB（加州大学圣塔芭芭拉分校）合作的量子计算机Sycamore仅用了3分20秒就完成了计算，只能一万年内完成。” 伊万卡说的正是谷歌的54位量子计算机，要谈量子至上，还得从量子计算说起。

保罗·A·贝尼奥夫（Paul A. Benioff，1930-），美国物理学家。 贝尼奥夫从 1970 年代和 80 年代开始研究量子信息论，并指出量子计算也可以实现与传统计算机相同的图灵机模型 [2]。 所谓“量子计算”，是指利用叠加、纠缠等量子力学的一些特殊现象进行计算的技术。 能够进行量子计算的计算机被称为“量子计算机”。 人们普遍认为，量子计算机在解决一些传统计算机很难破解的问题时，速度会极快，比如非对称加密算法，比如RSA加密算法。 [3]

这应该归功于美国数学家Peter Shor于1994年发明的量子计算算法量子比特币，“Shor's Algorithm”[4]。 通过使用Shor算法，量子计算机可以轻松地进行大整数分解的计算，从而一举破解RSA算法。 还发现Shor算法可以用来求解椭圆曲线算法所依赖的离散对数问题。 当量子计算机能够以更快的速度解决传统计算机可以解决的问题时，我们称之为“量子优势”（quantum advantage）； 当量子计算机真正能够解决传统计算机无法解决的问题时，我们称之为“量子霸权”。 如果量子计算机成真，全球的网络通信和金融支付可能不再安全。

但是对于普通人来说，就没有必要担心了。 2001年，IBM用7个量子比特的量子计算机演示了秀尔算法，但是可以把15分解成3乘以5。到2012年量子比特币，量子计算机可以成功分解21。不管三七二十一，反正现在是这样量子计算机在整数分解问题上的最高记录。 [4]

量子计算机做因式分解，也就是搜索试驾，看结果是不是要因式分解的数。 只是由于量子力学的一些古怪特性，量子计算机可以同时尝试很多事情，这使得它在理论上比经典计算机快得多——但只是在理论上。 事实上，由于量子比特数和量子退相干效应等问题，目前我们真正能够实现的量子计算机在运行像秀尔算法这样有用的量子算法方面还远没有实用性。 以至于俄罗斯物理学家米哈伊尔·迪亚科诺夫（Mikhail Dyakonov，1940-）悲观地表达了他对量子计算机的怀疑[3]：

“要描述这种有用的量子计算机所需的连续参数，需要……任何时候都有这么多参数的 10 次方……我们真的可以控制超过 10 次方的 300 次方“连续变量参数，来定义系统的量子态？我的回答很简单：不，永远不会。”