从通信技术层面上看:距离超过一百公里的“量子通信”必须依靠带有严重安全隐患的“可信中继站”技术,密钥经过每个中继站都必须赤身露体面对硬件设备。量子通信的可信中继站为密钥失窃敞开了大门。一条量子通信干线有30多个节点可供攻击,任何一个节点陷落都意味着密钥的彻底暴露。利用卫星空中分发密钥即使不计技术困难和经济效益,更大的挑战是“最后一公里困境”,必然还得面对“可信中继站”的这个死结。使用“可信中继站”的量子通信工程的总体安全性远不及传统密码系统。
量子通信技术困境之二:不能与互联网兼容
“量子通信”的量子密钥分发协议(无论是BB84或它的各种改进版)都是一种非常落后的端到端的协议,它的信息流是无法分割成一个个数据包的。而且承载这些信息的也不是传统的电讯号,它们完全无法接受互联网上的路由器和交换机的处理。因而量子密钥分发与今日的互联网结构水火不容,“量子通信”要走入千家万户就必须在用户之间互相构建直接的量子通道,从而再次在城市上空或地下构筑图6这样可怕的蜘蛛网。
量子通信技术困境之一:极低的成码率
“极低的成码率”、“不能兼容互联网”和“极不安全的可信中继站”是三座大山,它们是量子密钥分发技术(QKD)工程实用化难以逾越的障碍。俗话说“一山当关,万夫莫开”,过不了“QKD成码率低下”这道坎,量子通信就不可能有工程化的光明前景。
因为QKD极低的成码率是被物理原理所决定的,QKD成码率与光纤数据通信速率的差距在可预见的将来只会继续扩大。并且还有必要指出,量子通信工程的推动者们有意或无意中一直隐瞒了一个非常重要的事实:QKD成码率与QKD的安全性和通信距离密切有关。换言之,提高QKD成码率必然要付出安全性降低和通信距离缩短的高昂代价,QKD成码率在可预见的将来都难有改善的空间。这里需要再强调一遍:QKD极低的成码率是被物理原理所决定的,靠工程技术很难发生实质性的改变。
18岁华裔少年挑战“量子计算优势”
量子计算的一个重要成果被一个18岁少年推翻。自古英雄出少年!18岁的美国德克萨斯州华裔少年Ewin Tang的论文证明,经典计算机几乎可以像量子计算机一样快速地解决“推荐问题”。量子优势(又称量子霸权)的一个最佳案例如今却被拉下了神坛。
“九章”距离通用型量子计算机有多远
量子计算机不仅在近期内作用十分有限,未来的应用前景也不应过分的夸大。量子计算机永远不可能代替经典电子数值计算机,它在许多问题的计算能力远远不及你的平板电脑。计算机理论告诉我们,无论将来的量子计算机有多强大,这世上还是会有许多计算问题不是量子计算机能解决的了(注意下图中BQP黑色虚线曲线之外的复杂计算问题)。
“九章”光学实验解读(下)阻碍九章取得量子优势的深层原因分析
“九章“量子计算机无法取得量子优势的主要原因可归于:光子大量丢失;釆样总数严重不足;光子之间的量子干涉效应不充分。请注意,以上三个问题中的每一个对于量子优势都有一票否决权,而且这些全是基础原理层面的问题,很难单纯依靠技术手段解决。“九章”实验的真正意义是证明了靠玻色釆样取得量子优势的路径很可能走不通。
“九章”光学实验解读(中)数据不支持九章取得了量子计算优势
“九章”量子计算机宣称比超级电子计算机快一百万亿倍是毫无科学依据的,即使完全按照中科大“九章”团队自定义的奇葩的比赛规则,他们把战绩至少也夸大了一百亿倍!事实上,“九章”的实验数据不仅无法证明对超级电子计算机取得了量子优势,恰恰相反,“九章”实验的真正意义是证明用玻色釆样获取量子优势的路子可能走不通。
国外量子计算专家对“九章”实验结果的批评和质疑
我原本无意去淌“九章”之争的浑水。量子计算机还处于科研的初级阶段,探索工作中出点差错在所难免,这与量子通信的工程失误有着本质的不同。宽待科研、严责工程,这是我一贯的态度。但是读了《“九章” 作者对涂传诒先生等若干网络评论文章的回复》之后让人如鲠在喉,实在忍不住要吐几句。
潘、陆两位教授在文章中用大量篇幅摘录西方学界和媒体对“九章”的评议,似乎“九章”收获的除了鲜花就是掌声,没有一丁点的批评和质疑。言外之意:外国专家全都为我们站队,国内反对者是自不量力;“九章”为国人带来如此多的荣誉,大家感恩知足吧。事实果真如此吗?下面就是国际著名量子计算专家对“九章”的评论(直译),请读者们自己鉴别吧。
“九章”光学实验解读(上)九章到底要解决怎样一个数学问题?
“九章”实验反其道而行之,它不是要解决一个已经存在的有实际意义的数学问题,而是把自身定义为一个数学问题,然后要求经典计算机在这个特定问题上与自己比高低。这就像一个业余射手挑战专业射手,业余射手朝墙上先射一箭,然后以箭头为中心画几个同心圆圈给专业射手当作靶子。
“九章”光学实验装置不是数学问题的解决者,而是数学问题的产生者。这个新产生的 Torontonian 函数只是用来与经典计算机比高低,它并没有什么实际的应用价值。