中国研究人员报告能用现有量子计算机破解 2048 位 RSA

中国研究人员报告能用现有量子计算机破解2048位RSA清华和浙大等中国研究人员在预印本平台上发表，报告破解2048位RSA密钥所需的量子比特数可以大幅减少，现有的量子计算机就能做到。研究人员称，PeterShor早在1990年代就发现用量子计算机进行大数的因式分解是很容易的，但所需的量子比特数需要多达数百万，现有技术还制造不出此类规模的量子计算机。今天最先进的量子计算机只有数百个量子比特——如IBM的Osprey有433个量子比特。中国研究人员提出了一种优化方法，将所需的量子比特数减少到372个量子比特——这是现有技术能做到的，虽然中国还没有如此先进的量子计算机。知名加密学专家BruceSchneier在其博客上指出，中国研究人员提出的优化方法是基于PeterSchnorr最近发表的一篇受争议论文，Schnorr的算法在较大的系统上崩溃了，所以中国的方法是否成功还是未知，但至少IBM的研究人员可以测试下了。来源，来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

研究人员发现了阻碍量子计算机发展的物理极限

研究人员发现了阻碍量子计算机发展的物理极限维也纳科技大学的研究人员发现，时间测量设备存在一种新的权衡，可能对大规模量子计算机性能设定硬性限制。尽管问题不紧迫，但我们将量子操作系统从原型发展为实用计算机将面临越来越大的挑战。时间的度量受到物理限制，其中一个限制是时间分割的精度。"时间测量总是与熵有关，"维也纳科技大学量子信息与量子热力学交叉研究小组负责人、高级作者MarcusHuber说。研究表明，除非有无限能量，否则快速计时钟最终会遇到精度问题。时钟要么运行得快，要么运行得精确，两者不能同时兼得。对于量子计算等技术而言，时间的准确性至关重要。粒子数量增加时，计算的时间变得更加有限。虽然其他因素也限制量子计算机的精度，但时间测量的基本极限也起着关键作用。量子计算机的未来稳定性和性能，可能取决于我们是否能够解决时间测量方面的物理障碍。——（概述）

中国研究人员声称找到利用量子计算机破解RSA加密的方法，但是数学与量子领域科学家对此表示怀疑

中国研究人员声称找到利用量子计算机破解RSA加密的方法，但是数学与量子领域科学家对此表示怀疑最近几天，一群中国研究人员声称已经想出了一种方法来破解支撑当今大部分在线通信的RSA加密，这些问题得到了极大的缓解。人们普遍认为，量子计算机能够破解在线加密的可能性是未来十年或更长时间可能存在的危险。但来自中国多所顶尖大学和政府支持实验室的24名研究人员表示，他们的研究表明，使用已经可用的量子技术是可能的。到上周晚些时候，高等数学和量子力学交叉领域的一些研究人员对这一说法泼了冷水。Riverlane的Brierley说它“不可能工作”，因为中国研究人员假设量子计算机能够简单地同时运行大量计算，而不是试图通过应用系统的量子特性来获得优势。最早提出量子计算机破解加密方法的美国数学家彼得·肖尔预测，无法一次运行所有计算意味着量子计算机将需要“数百万年”才能运行论文中提出的计算.对于一些量子公司来说，中国关于在线加密的惊人声明表明该技术的重要时刻正在临近。但对于怀疑者来说，这项研究明显的不切实际将证明量子计算仍然是一项令人印象深刻的科学实验，而不是一项实用技术。——（节选）

量子突破：研究人员展示了对3-Qubit系统的全面控制

量子突破：研究人员展示了对3-Qubit系统的全面控制通过演示三量子位（3-Qubit）硅基量子计算装置的纠错，日本理化学研究所的研究人员在大规模量子计算方面取得了重大进展。这项研究发表在《自然》杂志上，意义在于可能有助于使实用的量子计算机成为现实。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1314715.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1314715.htm

研究人员“分裂”声子 迈向新型线性机械量子计算机

研究人员“分裂”声子迈向新型线性机械量子计算机在两个实验中-也是同类实验中的首创，由AndrewCleland教授领导的团队使用一种称为声学分束器的装置来“分裂”声子，从而证明它们的量子特性。通过证明分束器可用于为一个声子诱导特殊的量子叠加态，并进一步在两个声子之间产生干涉，研究团队迈出了创建新型量子计算机的第一个关键步骤。该结果最近发表在《科学》杂志上，并建立在普利兹克分子工程团队多年在声子方面的突破性工作的基础上。在同类实验中，普利兹克分子工程学院的一个研究团队迈出了创建线性机械量子计算机的关键步骤。将声子“分裂”成叠加态在实验中，研究人员使用的声子音调比人耳所能听到的高大约一百万倍。此前，Cleland和他的团队弄清楚了如何创建和检测单个声子，并且是第一个纠缠两个声子的人。为了展示这些声子的量子能力，包括Cleland的研究生HongQiao在内的团队创建了一个分束器，可以将一束声波分成两半，传输一半并将另一半反射回其源（分束器已经存在用于光并且具有被用来证明光子的量子能力）。整个系统包括两个用于产生和检测声子的量子位，在极低的温度下运行，并使用单独的表面声波声子，这些声子在材料表面传播，在这种情况下是铌酸锂。研究生HongQiao（左）和研究生ChrisConner在AndrewCleland教授的实验室工作。然而，量子物理学认为单个声子是不可分割的。因此，当团队将单个声子发送到分束器时，它并没有分裂，而是进入了量子叠加状态，即声子同时被反射和传输的状态。观察（测量）声子会导致该量子态坍缩为两个输出之一。该团队找到了一种通过在两个量子位中捕获声子来维持叠加状态的方法。量子比特是量子计算中信息的基本单位。实际上只有一个量子位捕获了声子，但研究人员在测量后才能分辨出是哪个量子位：换句话说，量子叠加从声子转移到两个量子位。研究人员测量了这两个量子比特的叠加，产生了“分束器正在产生量子纠缠态的黄金标准证据”，克莱兰说，他也是美国能源部阿贡国家实验室的科学家。结果显示声子表现得像光子在第二个实验中，该团队想要展示一种额外的基本量子效应，该效应在1980年代首次用光子证明。现在称为Hong-Ou-Mandel效应，当两个相同的光子同时从相反方向发送到分束器时，叠加的输出会发生干涉，因此两个光子总是一起传播，在一个或另一个输出方向上。重要的是，当团队用声子进行实验时，情况也是如此——叠加的输出意味着两个探测器量子位中只有一个捕获声子，从一个方向而不是另一个方向。尽管量子位一次只能捕获一个声子，而不是两个，但放置在相反方向的量子位永远不会“听到”声子，这证明两个声子都朝着相同的方向移动。这种现象称为双声子干涉。新论文的作者包括（左起）研究生RhysPovey、研究生ChrisConner、研究生JacobMiller、研究生YashJoshi、研究生HongQiao（论文的第一作者）、研究生HaoxiongYan、研究生XuntaoWu和博士后研究员GustavAndersson。与光子相比，让声子进入这些量子纠缠态是一个更大的飞跃。这里使用的声子虽然不可分割，但仍然需要数千万亿个原子以量子力学方式协同工作。如果量子力学只在最微小的领域统治物理学，那么它就会提出这个领域的终点和经典物理学的起点的问题；该实验进一步探讨了这种转变。Cleland说：“所有这些原子都必须一致地表现在一起，以支持量子力学所说的它们应该做的事情。这有点不可思议。量子力学的奇异之处不受大小的限制。”创建一台新的线性机械量子计算机量子计算机的强大之处在于量子领域的“怪异”。通过利用叠加和纠缠的奇怪量子力量，研究人员希望解决以前棘手的问题。一种方法是在所谓的“线性光学量子计算机”中使用光子。使用声子而不是光子的线性机械量子计算机本身就有能力进行新的计算。“双声子干涉实验的成功是表明声子等同于光子的最后一块，”Cleland说。“结果证实我们拥有构建线性机械量子计算机所需的技术。”与基于光子的线性光量子计算不同，UChicago平台直接将声子与量子比特集成在一起。这意味着声子可以进一步成为混合量子计算机的一部分，它将最好的线性量子计算机与基于量子位的量子计算机的能力结合起来。下一步是使用声子创建逻辑门-计算的重要组成部分，Cleland和他的团队目前正在对此进行研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364811.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364811.htm

ETH研究人员利用静态电场和磁场成功捕获离子 并用其进行量子运算

ETH研究人员利用静态电场和磁场成功捕获离子并用其进行量子运算在离子阱中使用振荡电磁场限制了量子计算机目前可实现的量子比特数量。现在，苏黎世联邦理工大学的研究人员在一个微加工芯片上制造出了一个离子阱，只使用静态场--电场和磁场--就能在其中进行量子运算。在这种阱中，离子可以向任意方向传输，一个芯片上可以安装多个这样的阱。ETH研究人员的实验装置。阱芯片位于银色穹顶下方的容器内，其中的透镜可以捕捉到被困离子发出的光。图片来源：苏黎世苏黎世联邦理工大学/PavelHrmo原子中电子的能量状态遵循量子力学定律：它们不是连续分布的，而是被限制在某些定义明确的值中--这也被称为量子化。这种量子化状态是量子比特（qubit）的基础，科学家们希望用它来制造极其强大的量子计算机。为此，原子必须冷却并被困在一个地方。强捕获可以通过电离原子来实现，也就是给原子带上电荷。然而，电磁学的一个基本定律指出，时间恒定的电场无法捕获单个带电粒子。另一方面，通过加入一个振荡电磁场，就可以得到一个稳定的离子阱，也称为保罗阱。通过这种方法，近年来已经可以用离子阱制造出包含约30个量子比特的量子计算机。然而，这种技术无法直接实现更大的量子计算机。振荡场使得很难在单个芯片上组合多个这样的阱，而且使用振荡场会使阱发热--系统越大，问题越严重。同时，离子的传输仅限于沿着交叉连接的线性部分通过。在二维平面上移动单个受困离子并用激光束照射，研究人员就能制作出ETH的标志。图像是通过多次重复传输序列的平均值形成的。资料来源：苏黎世苏黎世联邦理工大学/量子电子研究所带磁场的离子阱由乔纳森-霍姆（JonathanHome）领导的苏黎世苏黎世联邦理工大学研究小组现已证明，适合量子计算机使用的离子阱也可以使用静态磁场而不是振荡磁场来构建。在这些带有额外磁场的静态阱（称为潘宁阱）中，未来超级计算机的任意传输和必要操作都得以实现。研究人员最近在科学杂志《自然》上发表了他们的研究成果。博士生ShreyansJain说："传统上，当人们想要俘获非常多的离子进行精密实验时，就会使用潘宁陷阱，但无需对它们进行单独控制，相比之下，在基于离子的小型量子计算机中，则使用保罗陷阱。"苏黎世联邦理工大学的研究人员提出的利用潘宁陷阱制造未来量子计算机的想法最初遭到了同事们的质疑。原因有很多：潘宁陷阱需要极强的磁铁，而磁铁非常昂贵且体积庞大。此外，以前实现的潘宁陷阱都非常对称，而ETH使用的芯片级结构却违反了这一点。将实验置于大型磁铁中，很难引导控制量子比特所需的激光束进入陷阱，而强磁场会增加量子比特能态之间的间距。这反过来又使控制激光系统变得更加复杂：不再需要一个简单的二极管激光器，而是需要几个锁相激光器。使用过的潘宁阱中间部分示意图。通过不同电极（黄色）产生的电场和磁场的组合，离子（红色）被俘获。资料来源：苏黎世苏黎世联邦理工大学/量子电子学研究所任意方向的传输然而，霍姆和他的合作者们并没有被这些困难吓倒，他们在布伦瑞克物理技术苏黎世联邦理工大学（Physikalisch-TechnischeBundesanstaltinBraunschweig）制造的超导磁体和带有多个电极的微加工芯片的基础上，建造了一个潘宁陷阱。使用的磁铁能提供3特斯拉的磁场，比地球磁场强近10万倍。苏黎世的研究人员利用低温冷却镜系统，成功地将必要的激光穿过磁铁照射到离子上。它们的努力终于有了回报：一个被捕获的离子可以在捕获器中停留数天，现在可以在芯片上任意移动，通过控制不同的电极"如飞"连接各点--这是以前基于振荡场的旧方法无法实现的。由于诱捕不需要振荡场，因此可以在一块芯片上安装许多诱捕器。作为博士生参与实验的托比亚斯-赛格瑟（TobiasSägesser）说："一旦充好电，我们甚至可以将电极与外界完全隔离，从而研究离子受外界影响的干扰程度。"质子的相干控制研究人员还证明，在保持量子力学叠加的同时，还可以控制被困离子的量子比特能态。相干控制既适用于离子的电子（内部）状态和（外部）量子化振荡状态，也适用于内部和外部量子态的耦合。后者是产生纠缠态的先决条件，而纠缠态对量子计算机非常重要。下一步，霍姆希望在同一芯片上的相邻潘宁陷阱中俘获两个离子，从而证明也可以进行多个量子比特的量子操作。这将是利用潘宁陷阱中的离子实现量子计算机的最终证明。教授还考虑了其他应用。例如，由于新陷阱中的离子可以灵活移动，它们可以用来探测表面附近的电场、磁场或微波场。这就为利用这些系统作为表面特性的原子传感器提供了可能性。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425777.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425777.htm