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一张图看懂量子计算原理
一张图看懂量子计算原理
全世界每天有无数加密数据在互联网上跑来跑去，银行转账、聊天记录、病历、商业合同，
全世界每天有无数加密数据在互联网上跑来跑去，银行转账、聊天记录、病历、商业合同，全靠一层数学锁保护。这层锁非常结实，结实到地球上最强的超级计算机用暴力破解，需要的时间比宇宙的年龄还长。但已经有人在偷这些数据了。不是因为他们现在能打开，是因为他们赌自己将来能。密码学圈子管这叫“先收割，后解密”：把加密数据先大量下载存好，等哪天量子计算机成熟了，再一口气全部拆开。你十年前发的一封加密邮件、签过的一份电子合同，届时可能毫无秘密可言。这听起来像赌博，但赌注正在变得越来越现实。故事要从1994年说起。那年，美国数学家彼得·肖尔写出了一个算法，理论上能让量子计算机以碾压性的速度做一件事：分解大数。这件事之所以重要，是因为今天保护你数据的主流加密方式，几乎全部建立在“大数分解极其困难”这个前提上。RSA加密就是典型的例子，它的安全性来自一个简单的数学事实：把两个大质数乘起来很容易，但反过来，从乘积还原出那两个质数，难到几乎不可能。肖尔算法直接瞄准了这个“几乎不可能”。如果有一台足够大的量子计算机运行它，RSA加密就会像纸糊的门一样被捅穿。密码学界把这一天叫做Q日，量子末日。32年过去了，还没有任何一台量子计算机在有实际密码学意义的规模上被公认实现了肖尔算法。但2024年，两颗炸弹几乎同时落下。谷歌发布了一项研究，展示了量子计算对加密货币的潜在威胁。几乎同一时间，加州理工学院孵化的一家初创公司独立宣布，有用的量子计算机也许只需要1万个量子比特就能造出来，这个数字远低于此前许多人的预期。两项成果都还是预印本，没经过同行评审，但方向一致：Q日可能比我们以为的更近。防御这边并没有干等。早在2015年，美国国家标准与技术研究院（NIST）就启动了后量子密码学标准的研发，简单说就是设计一套新的数学锁，被认为能抵御已知的量子攻击。2024年，NIST正式发布了头三套标准，已经可以用了。NIST要求所有联邦系统和关键基础设施在2035年前完成迁移。标准准备好了，真正的硬仗是让全世界都用上。NIST的密码学家达斯汀·穆迪说，全球数字基础设施的迁移可能需要数年甚至数十年，而没人知道量子计算机什么时候会成熟到能破解现有加密。你以为只换一个门锁，往往会牵出一串旧钥匙、旧门框和不知道谁留在角落里的备用通道。谷歌的密码工程师索菲·施密格开出了一张具体的待办清单：从浏览器与服务器之间的加密握手，到远程登录协议，到访问令牌的签名方式，一项项都要换成后量子版本。对普通用户来说，这些变化在幕后默默发生，你可能根本不会注意到。但对企业和政府来说，这是一场跟时间的硬仗。芝加哥大学的理论计算机科学家比尔·费弗曼的判断是，实验进展一直很快，没有理由认为它会慢下来。几乎所有人都在为Q日做准备。但牛津大学的理论物理学家蒂姆·帕默押了一个完全不同的赌注：量子计算机可能根本到不了那个规模。他提出的理论叫“有理数量子力学”，核心思路是：当纠缠的量子比特超过几百个，量子系统里的信息量就不够支撑算法继续扩展。到那时候，肖尔算法的量子优势会碰到天花板，再加更多量子比特也没用。帕默反而期待谷歌的进展，因为这会加速人们在实验中发现量子力学的边界。如果他是对的，Q日永远不会到来，但我们会收获一个更深层的东西：量子力学需要被修正。不管帕默的赌注结果如何，物理学家保罗·戴维斯提醒了一件更紧迫的事：后量子密码学保护的是未来的数据，那些已经被截获、存在某个硬盘里的加密文件，迁移到新标准也救不了它们。他的建议很朴素：把不再需要的云端数据永久删除，必须保留的拷贝到永远不联网的存储设备上。那些已经被“收割”的数据，连这个机会都没有。量子计算机什么时候能大规模击穿今天的加密，没人敢给一个准年份。可有一件事已经很清楚：密码世界的倒计时，不是从机器成功那天才开始算。它早就在跑了。～～～～～～图源：sasha85ru信源：Lee,Gayoung.“HowShouldWePreparefortheLoomingQuantumEncryptionApocalypse?”Gizmodo,11Apr.2026
2025年底，中国量子计算机，九章三号实现了算力突破255光子，消息一经公布，在
2025年底，中国量子计算机，九章三号实现了算力突破255光子，消息一经公布，在美国硅谷引发了真正的沉默。这意味着中国，在量子领域又前进一大步。更别提前几年，中国推出九章三号光量子计算机、祖冲之系列量子系统，让不少西方科技界的技术人话都说不完整。美国媒体直接交出了评价：这不是追赶，是降维。中国的速度快到，已经没法再说“差距”，只能用“震撼”。量子计算看上去像天书，其实说白了，就是通过非传统方式，把计算能力提升到一个普通人想象不到的高度。中国这一连串的突破，把别人拼命守着的技术禁区，当作了新的起跑线。美国其实是先跑起来的那个。谷歌叫嚣“量子霸权”的那年，他们公布了一个高调成果，说他们的机器解一道题用了200秒，而传统超算需要一万年。整个硅谷热闹了半个月。西装革履的战略顾问开始在会议室开香槟，打算靠技术再称一轮王。中国没表态，只是悄悄做事，从没吵，也没圈热度。几年时间，九章系列接连推进，从76个光子升到113，再推进到255，计算速度已经不属于“比快”，而是用“碾压”另一个时代的方式说话。说美国领先，那得勉强把时间倒回。技术的关键，从来都不只是跑得快，还要跑得稳。量子计算的硬伤是纠错，在这方面，美国捏着处理器做来做去，各种电路方案复杂到自己都开始嫌弃。而中国的团队跟他们不一样，他们选的不是路线微调，而是方法切换——不是拿别人残缺的成绩拼拼补补，而是从头铺路。全微波控制就像是为量子定制了一双合脚的鞋，硬生生把误差压到人类第一。西方没想到，也不愿正面承认。很多媒体开始用一些情绪化词语，有的惊讶过头，有的直接偷懒，说中国的突破是“反人类”。其实与其说他们在质疑，不如说自己受不了落后的打击。习惯了站在技术顶端，看别国仰着头称赞，结果现在换中国冷静地完成一次又一次突破，他们的焦虑就变成了大嗓门发泄。那颗叫“墨子”的卫星其实早就做过一次提醒。当年升空，不被重视，甚至还有声音说这不过是一个“自我感动”的秀。但一年后，“量子纠缠”实验数据传回来，打脸的速度和准确度，跟后来九章三号的冲击一起，让西方媒体一开始不知道该怎么解释。奥地利实验室、日本研究所、美国伯克利，都开始重新翻资料。曾经在科研圈“无名”的中国研究团队，现在成了会议上的重点关注对象。一次又一次，他们发现：原来这些成果不是靠特效、不是靠营销，而是真做出来的。把一个学术概念应用到技术设备上，需要的不只是聪明，而是蛮拼的耐心。中国没有好莱坞搞大制作，也没有硅谷高额奖金和投资，但他们有一句简单的目标：做成。这背后是一群人十几二十年坐在实验室里熬的后果。潘建伟这个名字，现在被西方科技期刊逐渐摘下“异类”的标签。他早年留学时没人重视，回国十年建立实验室也没人报。他不是靠头衔撑脸，是靠一个接一个结果出成绩。把大批年轻人送出去，再全部召回，组成全球分布式人才池，这是技术布局的另一种做法。和那些守着“精英闭环”的体制不同，中国放的是长线，养的是种子，不靠谁一个人撑，是一整代人起势。这个计划没人推广，但它一步步推进成真的时候，效果就像一张地图突然画出多个新大陆。以前别人看中国科研，还会探头探脑地找漏洞；现在，他们坐下来，安静听讲——因为中国人讲的，已经是更新的语言。当然不是每一步都走得顺，也不可能完全不碰壁。西方在那边拦技术、断芯片、喊封锁，中国就翻身选了新的赛道，在别人没想到的方向里修高铁。这种节奏感是靠制度、靠意志、靠决心拼出来的，不是投几个亿建研究中心就能复制的。信息安全、前沿科技、全球互信，这些说法过去听起来很抽象。但现在，它们变成了实物——一颗量子卫星、一台光量子计算机、一条量子通信干线，看得见、摸得着，最重要的是，别人破解不了。等美国人还在讨论标准接口的时候，中国已经准备连接全球了。科技是最不讲“脸面”的领域，它只认努力，只认成果。夸谁没用，看谁领先最实在。中国这些突破不是临时爆发，是磨了十几年的结晶。这些让人“啧啧称奇”的技术，背后是一个国家在战略选择上的高配视角。别人还在争抢地面市场，中国瞄准的，是脚下更深的根和头顶更远的天。中美之间的科技博弈，谁先走一步不重要，重要的是谁能笑到最后。美西方竭力遏制中国，结果中国后发先至，不断突破美西方科技壁垒。一个个工业科技皇冠被中国人攻破，美西方赖以构建科技霸权的体系，被中国冲击的粉碎。过去，中国还在追赶，现在只要中国突破那仅剩不多的科技皇冠，那么就是西方追赶中国了。这就是中国的韧性，我们用70多年时间，填补了西方300多年的发展，未来，我们将会重回世界民族之巅，那里才是我们本来的位置。
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投资者提问： 董秘，你好！请问贵司打算布局“人形机器人”和“量子计算机”领域的温控管理吗？董秘回答(冰轮环境SZ000811)： 您好，技术研发储备。感谢关注
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国产超导量子计算机“本源悟空”全球访问量突破4000万次
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超导量子计算机“本源悟空”全球访问量突破4000万次
大皖新闻讯 1月27日，安徽省量子计算工程研究中心最新发布，我国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”全球访问量正式突破4000万次，服务网络覆盖全球163个国家和地区，标志着中国自主量子算力全球影响力持续提升。“本源悟空...
IBM超导量子计算机首次验证薛定谔的朋友悖论
这项由Astradyne量子技术与人工智能实验室的研究团队在2026年1月发表的研究论文（论文编号：arXiv:2601.16004v1），首次将这个抽象的思想实验转化为可以在IBM量子计算机上实际运行的具体电路。研究团队在真实的量子硬件上验证...
我国科研团队获突破 中国量子计算机再迎里程碑
就算跟谷歌的“悬铃木”比，优势也很明显，那台53个超导比特的量子计算机，速度比“九章”慢了一百亿倍。英国《新科学家》周刊当时就感慨，中国这波操作不仅证明了光子玻色取样的可行性，还走出了一条和谷歌完全不同的路。我们...
量子计算机很可能永远不会成功
YouTube上近日出现了一条题为《为什么量子计算机可能永远无法成功》的科普视频，引发了广泛关注。截至目前，该视频的观看量已超过19万，点赞数约1万，评论逾1400条。对于一条以基础物理与前沿科技为主题的科普视频，这样的传播...
解码宇宙算法:宇宙是量子计算机吗?
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金宏气体:持续关注量子计算机领域,探索合作与产品导入机会
氦气可以广泛用于量子计算机制造，请问贵公司目前有无产品用于量子计算器的制造？董秘回答(金宏气体SH688106)： 您好，公司持续关注量子计算器制造领域的技术发展与市场需求动态，积极探索相关合作与产品导入机会。感谢您对...
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近日，首届西部量子AI产业应用对接会在西安举办，15量子比特超导量子计算机同步落地投运。本次对接会由长安先导产业创新中心、西安先导医图量子科技有限公司主办，西安交通大学、西北工业大学、西安电子科技大学相关学院协办，...
我国量子纠错研究取得重大进展 为量子计算机实用化奠定重要基础
据媒体报道，日前，中国科学技术大学潘建伟院士团队在量子纠错方向上实现了“低于阈值，越纠越对”的重大进展，为量子计算机走向实用奠定了重要基础。据了解，2025年，中国科学技术大学基于107比特“祖冲之3.2号”量子处理器，...
克服运行中原子损耗限制—能自行修复的量子计算机问世
就像传统计算机一样，量子计算机也会“出故障”。在运行过程中，它们有时会丢失用于计算的原子，这可能会让计算直接中断。不过，据最新一期《物理评论X》杂志报道，美国量子计算机制造商“原子计算”展示了一种在运行中能自行...
