唐宋韻
唐宋韻
美國強力限製中國量子研究，究竟怕什麽？
美國商務部日前宣布最新出口管製名單，其中包括了22家中國量子研究與產業化的單位。中國在量子資訊研究的核心力量全部進榜。被列入實體清單的中國量子機構包括北京量子資訊科學研究院、上海量子科學研究中心、深圳量子科學與工程研究院、本源量子計算科技公司、中國科學技術大學和d中科院旗下的四家研究中心：量子資訊與量子物理卓越中心、物理研究所、量子資訊重點實驗室，以及上海量子科學研究中心。中國學者驚呼“前所未有、衝擊巨大”。
美國人很坦率。商務部工業與安全局聲明中說：“22家機構與企業因取得或試圖取得來自美國的技術或產品，以提升中國的量子實力 …… 這些應用具有重大的軍事價值，對美國國家安全構成嚴重威脅。”
我對這個事情絲毫不意外。中國近年來量子科學研究持續升溫，投入巨大，且鼓噪領先。一些與量子無關的事情也樂於蹭量子的熱度。一年多以前，有中國學者在預印本網站arXiv上，發表了關於大數分解量子算法的工作。該文作者聲稱，根據他們的算法，破解RSA-2048所需要的量子比特數僅為372，遠低於1994年提出的Shor算法。而這一規模的量子比特數很有希望在幾年之內就達到。
雖然這個工作後來被指不嚴謹，過於誇大，甚至錯誤，但不免引發相當讓人緊張的聯想：RSA-2048加密係統會不會崩潰，即在短期內就被中國人利用量子計算而解碼。如果真是這樣，後果比美國被擊沉兩艘航母，不得不放棄西太平洋要嚴重多了，相當於全國裸奔，無物可遮。
現在全世界的加密係統，主要是用RSA公鑰密碼算法，它是由三位MIT學者Ron Rivest, Adi Shamir and Leonard Adleman在1977年提出的（R, S 和 A 分別是他們姓氏的第一個字母）。這種不對稱加密係統，對計算機時代大到國家、小到我們每一個人的生活，都有著不可估量的廣泛而深遠的影響。我們每天大量的log in，背後就是它。
RSA加密算法的安全性，其基礎是大數的質因數分解非常耗時這一特點。舉一個簡單的例子，我告訴你464573是兩個素數的乘積，盡管這個數才6位，你是不容易找出那兩個質因數的。你即使有計算器，也需要大量的窮舉性的嚐試，要花很多時間。然而，如果反過讓你計算773 x 601，哪怕你沒有計算器，兩分鍾就一定能得出乘積464573。現在比較嚴謹的加密是RSA-2048，即公鑰有22048位（10進製617位）。你想破解它，就相當於對一個617位的極大的數字進行質因數分解。如果一個個去試，進行蠻力破解的話（人類還沒有發現更好的方法，或許不存在），目前世界上最快的超級計算機，也至少需要幾千萬年的時間。RSA加密的安全性正是依賴於此，它曾經被認為是不可能在有限的時間裏解破的。
但是，量子計算機卻可能撼動RSA係統安全性的基石，對現有的密碼係統帶來崩潰性的衝擊。鑒於量子疊加與量子糾纏所帶來的並行特性，量子算法可以實現指數級的加速，從而快速解決普通計算機無法解決的問題。量子計算機一旦完善，通過Shor算法破解RSA-2048僅需耗時幾個小時，甚至更短。
當然，Shor算法對量子係統的要求很高，無論是量子比特的數目、量子比特的穩定性以及門操作準確性的要求，都遠超現階段量子技術的水平。按照量子計算的發展趨勢，學術界普遍認為達到千萬量級的量子比特數還需要20年以上的時間。然而，誰能說一定是20年呢？對於善於學習、善於捷徑、善於彎道的一群人，隻要得到了合適的工具，2年怎麽就絕對不可能呢？君不見，華為/中芯國際就用大楷毛筆寫出了小楷字，Mate 60 Pro 中的7nm芯片就是這麽來的。
如今，眾多國家已經開始關注量子計算對信息安全的潛在威脅，並開始采取必要的防範措施。在目前還找不到比RSA加密係統更好的選擇的情況下，“亡羊補牢”都不知道怎麽補，總不能退化到送雞毛信的年代吧。
就美國來說，它不怕中國神奇的"量子襪子"和"量子褲衩"，不怕中國大量的與量子有關的論文發表，甚至也不怕潘建偉院士的量子衛星。但它怕RSA加密係統崩潰（實在要崩潰，也要美國主導哈。）若真出現了，其災難性的後果怎麽說都不過分：白宮和五角大樓的絕密通訊被截獲破解；華爾街和各大公司的機密文件可以隨便看；數以億計的銀行賬號、個人信息和各種密碼可以輕易攻破……
你說美國能不怕嗎？
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非常讚同！這就是根本的症結所在。
阿留好。加密升級是一個難解的問題。現在還沒有找到比RSA加密更好的方法。如果增加公鑰的長度，保密性在未來量子計算機的衝擊下隻是稍好一點點，但現實中立即導致的，卻是私鑰的操作時間延長，比如密碼驗證需要等待好長時間才通過，信用卡刷卡認證時間太長等等。這些用戶體驗如果太差、不適用也不行。
至於你說的商業文明的問題，我覺得如今體製與商業文明的不相容的程度，其實與李鴻章那個時候隻有量的不同，沒有質的區別。商業文明關鍵是公權力要受到製約，政府要守法、守契約、受監督。
至於大毫寫小楷，這個其實是賠本賺吆喝，某為的芯片出來了，可是SMIC的財報一塌糊塗，不可持續。芯片是商品要賺錢，要是像國防那樣搞，投入越多賠的越多，這點非商業文明的國度永遠不懂。
謝謝評論，過獎了。
我認為你的問題全部有道理。好像是在為“主權”而硬氣，實際上是國際政治上不明智。歸根到底，煽動民族主義會利於政權。因此這也不是傻，而是故意為之。
花姐好。您說的那兩條極是。前者是“人性”，後者是實際背景。
謝謝您評論。
我認為科學原理是無國界的，但科學技術產品是有國界的。買賣、或者不買賣都正常。
謝謝您留言。
剛吃了兩口飽飯就胡吹，這是心理不正常的表現，國家、學者也如此。
我時常想，美國對中國的提防近年來日益緊密是否與中國習政權的尚武有極大關聯呢？假如，假如哈，中國對南中國海鄰國海域沒有“自古以來”的思路，而是按照現代的國際法行事，假如中共對台灣沒有必須從“非正統政黨”手中拿回的理念，不威脅武統，讓大陸和台灣自己過自己的日子，假如台海和南中國海沒有戰爭風險，假如中國不與其他國家結成與美國的敵對的聯盟，美國無需為維持二戰後的國際秩序買單，是否還會對中國如此戒備心十足呢？
謝謝您留言。
“怕”字在中文裏麵是一個多義、模糊的字。它主要有“恐懼”和“擔心”兩個意思。這裏我說美國“怕”，當然是“擔心”的意思。美國對中國，沒有什麽好恐懼的，但擔心是有的。
至於您說的“中國一些人覺得自己了不起”，仔細分析一下，這是一種自卑與自傲的混合體，以前者為主，經常扇乎得動靜比較大。
謝謝您臨讀。
關於您的第一個問題，下麵這個關於RAS加密法的原理介紹應該能夠回答：
https://coolcao.com/2018/07/26/basic-of-rsa-big-prime-number/
Shor算法，我的理解是關於破解RSA密碼係統所需要的量子計算機參數的一種算法。見下麵這個鏈接。理解這個算法對數學的要求比較高，超出了我的水平。我不是幹這行的：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/139329165
Shor算法是啥？
謝謝你留言。
1.美國人說，你拿我的某個東西會威脅到我的安全，所以不給你了。我認為這是相對的坦率。至少比“人類命運共同體”、“自古以來”、“太平洋足夠大”之類坦率多了。
2.我不去教堂，美國人去教堂的也隻是一部分人。我從來不認為去教堂的人更高尚。我對教堂的態度是中性的。
3.我對醬缸的態度不是中性的。在其中浸淫過久，不知自潔者，難免一身醬氣，讓人敬而遠之。
美國人就怕一點，怕中國的實力靠近自己。 從美國的角度上看，很合理。
從中國的角度看，也合理。打鐵還靠自身硬，自己努力就好。
別以為美國人去教堂就博愛了。。。奴隸主都是虔誠的教徒。也別扯啥民主啥的，美國在中東最可靠的盟友是約旦，是國王統治的，沒有民主，是美國最好的朋友。