隨著加密技術的採用增長，發現量子電腦的新創新

量子計算正在邁出一個重大步伐，近期的進展為密碼學開啟了一個新時代。這兩種尖端技術的融合有可能重塑我們保障從在線銀行到投票系統的所有事物的方式。

來自摩根大通、Quantinuum 及其他技術領導者的研究人員取得了突破，展示了量子計算機如何生成「可證明隨機」的數字。

這些數字與傳統計算機產生的數字不同，是真正隨機的，使它們無法被駭客入侵，並徹底改變了我們保護敏感數據的方式。隨著世界日益依賴數位系統，對安全和不可穿透的加密方法的需求比以往任何時候都更為迫切。

邁向不可預測且安全的加密技術的一步

在加密學的世界中——用於保護從您的銀行帳戶到在線交易的所有內容——隨機數扮演著關鍵角色。

這些數字對於像雙重身份驗證和密碼鑰匙這樣的系統至關重要，以確保只有授權的用戶可以訪問某些服務。

然而，傳統計算機通常依賴算法來生成隨機數，這些隨機數儘管看起來是隨機的，實際上是可預測的。如果黑客發現了潛在的模式，他們可能會破解安全碼，進而危害系統的安全性。

想像一下使用一副撲克牌，計算機算法利用特定順序來洗牌。如果使用相同的“種子”值再次洗牌，結果將是一模一樣的，這使得系統容易受到攻擊。這就是量子計算機發揮重要影響的地方。

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量子電腦如何產生真正的隨機數字

量子電腦使用量子位（qubits）而不是二進位位元，利用量子力學的原則達成經典電腦根本無法匹敵的結果。

感謝疊加現象，量子比特可以同時存在於多個狀態，這使得它們能夠產生在觀察之前並未預先決定的結果。

這種內在的隨機性——源自於量子力學的基本結構——確保了所生成的數字是真正隨機的，而不僅僅是基於一個算法公式。

在最近發表的一項研究中，自然，一個研究團隊使用了一台56量子位的捕獲離子量子電腦生成了超過70,000個經過認證的隨機位元。

這個過程每個位元僅需幾秒鐘，就需要全球頂尖超級電腦不間斷地聯合運作才能複製。

驗證過程涉及阿根芝國家實驗室和橡樹嶺國家實驗室的超級計算機，他們確認這些數字無法使用傳統方法生成，確保它們是真正隨機的且沒有被操控。

打破密碼學障礙

這種新的隨機性水平對數位安全具有巨大的影響。生成經過認證的隨機數字的能力可能會改變我們保護從加密貨幣錢包到數位簽名的所有事物的方式。

例如，量子驅動的隨機性可以通過加強其共識機制並使其抵抗操縱，來增強以太坊和索拉納等區塊鏈平台的安全性。

邁克·瓊斯（Duncan Jones），Quantinuum的網絡安全負責人，指出這種創新可以防止重大數據洩露事件，例如2010年索尼PlayStation的駭客事件，當時弱隨機數生成允許攻擊者竊取私有的加密密鑰。

這些事件突顯了在密碼學中對真正隨機數的迫切需求，而量子計算機現在可以提供這些隨機數。

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量子驅動密碼學的未來之路

雖然這項技術具有很大的潛力，但仍處於早期階段。目前的驗證過程需要使用超級計算機，這限制了其對大多數組織的實際應用。

然而，更廣泛採用的潛力正在展現。像Quantinuum這樣的公司已經在研發更易於獲取的解決方案，這可能會將量子生成的隨機性帶入更廣泛的設備和系統中。

在不久的將來，我們可能會看到量子電腦融入日常設備，使任何人都能利用它們的力量生成安全的隨機數字。

隨著這項技術的成熟，未來可能會出現數字安全不再只是難以攻破，而是數學上不可能破解的情況。

常見問題解答

量子電腦是什麼，它們是如何運作的？

量子電腦使用量子位元（qubits），這些量子位元能夠同時存在於多個狀態，這要歸功於疊加。這使得量子電腦能夠以指數速度執行某些計算，相較於傳統電腦，使其在生成隨機數等任務中十分理想。

隨機性在密碼學中為何重要？

隨機數在密碼學中至關重要，因為它們保護著如雙因素身份驗證、數位簽名和加密等系統。缺乏真正的隨機性，這些系統可能會遭受黑客攻擊的風險。

量子電腦如何改善密碼學？

量子電腦生成經過認證的隨機數，這些數字是不可預測且不可被駭客攻擊的，不像依賴可預測算法的傳統電腦。這確保了更強的加密和增強的數位安全性。

量子計算可以用於日常應用嗎？

雖然量子計算仍處於早期階段，但它有潛力徹底改變數位安全。在未來，量子驅動的加密技術可能會在消費者設備中變得可用，使數位交易更加安全。

量子產生的隨機性在現實世界中的好處有哪些？

經過認證的量子隨機性可以提升區塊鏈平台的安全性，防止數據篡改，並保護在線銀行、安全消息等應用中的敏感信息。