进入AI和量子电脑阶段 各国谨防Q日到来

　　在2025年来临之际，全球大科技公司和政府在忙着推出能力更强的AI、量子电脑或其它高科技产品的同时，也在对过往的电子加密系统加紧更新或强化，防止Q日到来时重要的资料遭到破解和盗窃。

　　当前的网络银行、加密通讯软体平台、电子邮件等敏感资料，使用的密码系统大多数是基于1970年代开发的公钥基础设施（PKI）加密法，其复杂程度足以让超级电脑（传统电脑）花上上万年才能破解。

　　目前最有可能破解PKI的，莫过于现在争相研发的AI和量子电脑。许多科学家和研究人员已经提出，要将AI应用到量子领域上。例如，AI已应用于量子电脑的校准和量子位元读出上面，展示其在操作过程中，同时减少多个来源产生的杂讯，让量子电脑可以进行“量子纠错”，最终运算出可靠的结果。另外，AI也被运用于简化量子电脑电路，以增量子电脑的稳定性和实用性。

　　OpenAI执行长山姆‧奥特曼（Sam Altman）与OpenAI主要研究员陈马克（Mark Chen）在12月下旬发表AI模型o1升级到o3的相关消息。他们当时特别请来了推动开放AGI非营利组织（ARC）的主席格雷格‧卡姆拉特（Greg Kamradt）为o3的能力进行背书和介绍。

　　卡姆拉特称，o3的整体能力不仅超过o1型号，还十分接近于ARC组织对于通用型AI（AGI）的定义标准，它在动态学习（没有预先学习资料）和解决问题能力上，要远超其它的AI和一般IT工程师，可以解决相当复杂的问题。

　　另外，Google在12月初推出全新的量子芯片“Willow”正在逐步解决量子电脑本身的问题，并将这项成果写成论文发表到《自然》科学杂志上。

　　据Google介绍，Willow芯片拥有105个量子位元（qubits），只需5分钟就能解决超级电脑需要花费10的25次方年才能解决的问题。它们还能让量子电脑再增加量子位元的的情况下，不会增加错误率反而是降低错误率，该能力主要来源于Willow芯片内部的逻辑量子位元，可以使量子电脑即时修正错误。

　　尽管科学家们还不确定量子电脑真正进入实用阶段还要多久，但Google实验团队希望透过量子芯片的研发、降低量子电脑错误率的方法，彻底解决量子电脑无法进入实际应用的问题。

　　目前量子电脑与传统电脑运作方法大不同。传统电脑需要将资讯变成1和0组合，再透过辨识1和0的排列进行计算，量子电脑则以“量子位元”进行处理，它可以是以0到1之间的任何一个数字，且可在极短时间内排列出所有可能的答案，在运算速度上会比现有的超级电脑强上数亿倍。

　　目前量子电脑本身存在体积庞大、运算不准确，稳定性比传统电脑差的问题，还需要消耗巨大的能源才能运作，同时对于环境特别敏感，容易受到外太空事件或其它粒子干扰。

　　不过，国际商业机器公司（IBM）研究总监达里奥‧吉尔（Dario Gil）在10月曾表示，公司预计在2029年之前提供容错、纠错的系统，若量子电脑能够自行纠正错误和排除外部干扰（微波、温度波动、太阳风暴），就能解决传统电脑无法解决的某些复杂问题。

　　另外，英国肯特大学（University of Kent）高级讲师卡洛斯‧佩雷斯-德尔加多（Carlos Perez-Delgado）在12月下旬曾表示，自己如果有一台大型量子电脑，就可以很轻易地接管世上的比特币，甚至于能够浏览和控制所有人的电子邮件和电脑账号。

　　他警告，当量子电脑能够破解当前的PKI系统时，我们现有的证券、网络安全系统、加密货币、电子邮件等相关的一切，都将面临巨大的风险。

　　台大电机工程学系、电信工程研究所教授林宗男表示，“虽然现在对于量子电脑、AGI、超级（ASI）还没有一个比较客观的量化标准或更明确的定义，但理论上这些东西是可以破解现今网络、通讯网络银行目前常使用的密钥。目前大家所认识的量子电脑的运算速度要远超于传统电脑，是可以借由大量的计算能力暴力破解这些加密系统的。”

（量子电脑示意图）

　　虽然还无法确定量子电脑和AI，何时能够破解用于保护世界上最敏感资料的PKI，但企业和政府正在审慎评估这种风险发生的可能，希望在“Q日”（Q-day，即量子电脑到来的日子）到来之际，能够抵御其它政府或企业获取机密。

　　加拿大网络安全公司量子防御5e（Quantum Defen5e）曾预言人类在2025年就会迎来“Q日”，这会让当前加密方法变得毫无用处，同时各国也在等待“Q日”到来，用于破解先前它们拦截的消息，且届时所有透过公共网络发送的内容，都面临安全风险。

　　目前应对“Q日”到来最直接的办法有，改变或强化现有的加密系统、投入更多资金研究量子科技、获得更先进的芯片、封锁敌对的政府获得高等芯片。

　　美国政府选择上述所有办法。拜登政府在今年12月，多次对中共发布多项科技禁令，希望能够防堵中共利用AI和量子技术强化军事和黑客上的应用。

　　另外，美国国家标准与技术研究所（NIST）在8月发布了3种后量子加密的新算法，以抵御未来的量子电脑攻击和应对“Q日”的到来。此前，美国国家安全局（NSA）、NIST等其它机构，不断敦促公众和私人公司采用“后量子密码（PQC）”，作为建立新的PKI机制以保护通讯安全。

　　IBM新开发的量子加密算法分别为ML-KEM和ML-DSA，已纳入NIST标准中。它们还表示这两种算法可以帮助现有的企业应用，或创建全新的企业应用程式。该公司也让自身最新的z16大型主机，开始过渡到PQC算法，且z16大型主机储存着目前全球大部分交易资料。

　　芬兰的私人量子电脑制造公司（IQM）在2024年出台的报告显示，超过30个国家的政府已承诺，为未来10年内部署的量子技术提供超过400亿美元的公共资金，而这些资金大多来于欧美国家，且该资金的金额是2022年的2倍。

　　苹果在今年2月表示，将自家的通讯软体iMessage的加密提升至后量子加密协议“PQ3”。这是一种3级安全性的消息传递协议，可以针对高度复杂的量子攻击进行广泛防御，让这些量子或黑客攻击后无法达到“立即收获，稍后解密”。

　　另外，信息加密平台Signal在2023年9月把应用程式的初始密钥提升至PQXDH协议，该协议也属于后量子安全加密方法的一种，它让整个应用程式加密安全性达到苹果认证的2级（原本1级）。

　　世界经济论坛在2022年曾估计，未来20年全球将有200亿台设备需要升级或更换，才能满足量子安全标准。