从IBM三大前沿科技看量子计算、认知计算和区块链

在诸如区块链、人工智能等前沿技术领域的研究，谷歌、亚马逊等IT巨头都已经通过在某个方向上的巨额投入，试图在这一领域独占鳌头。但是却有一家企业，不只同时在量子计算、区块链和认知计算这三项前沿领域积极布局，并已经将部分研究成果以服务的形式对外开放。

一、量子计算

量子计算一直给人“高不可攀”的感觉 ，其技术实现复杂，目前仍广泛处于实验阶段。

现在我们普遍接触到的计算机，只能依靠1或0这两种状态进行数据的存储；而一台拥有两个量子位的量子计算机，却可以通过与个人PC完全不同的计算路径，实现00、01、10和11这4种不同的有效状态值。正是这种状态位的叠加，使得一个拥有50量子位的量子计算机的处理和计算能力将远超过今天全球范围内任意一台超级计算机。随着量子计算的发展，对传统密码技术的未来也已经构成了强大的“冲击”。

量子计算之于安全的双刃剑

当前加密算法的强度十分依赖于复杂的数学问题，量子计算的强大计算能力，使得传统密码系统所提供的安全性，变得不再那么牢不可破，甚至可能土崩瓦解。基于此担忧，后量子时代密码学，即可以抵御量子计算攻击的加密算法，也正孕育而生。长期来看，“量子安全”的密码工具，包括能够运作于传统技术之上又能抵御量子攻击的协议，也是必须的。

从网络安全防护的一面来看，仅仅是观察就会使量子传输中携带信息的光子自身发生变化——这一量子纠缠的特性，可以让用户和服务器端对监听行为有所察觉。这会使得中间人攻击成为历史。当然，量子计算所提供的安全性，也是有条件的。如果中间人攻击的初衷就是干扰而非窃听，当量子通信网络大量代替传统光纤网络基础设施后，量子纠缠的特性，又会成为下一代拒绝服务攻击兴起的关键。

不仅如此而，量子加密通信也没有人们想的那么安全。渥太华大学研究团队在今年年初时表示，虽然目前还只是理论上的验证与尝试，而且在对光子克隆时会在信道中引入可观测的噪声，但他们已经制造出了量子克隆机器，可以通过对量子通信网络中的光量子进行克隆以获得准确的传输信息。

量子计算的未来

摩尔定律即将失效的步伐越来越近，量子计算所带来的计算能力的革命，势必将成为推动下一次“工业革命”的关键技术。这种计算能力的飞跃可以让我们研制出新的药制品、开发新型材料、解锁人工智能更多面的能力、以及在海量数据中的实现快速检索。

计算能力的革命目前看来是有规可循的，它一定是中心化和去中心化（分布式）地交替。随着量子处理器硬件层面的加强，以及陆续实现的对更多量子位的支持，我们可以大胆想象，一台能够满足全人来计算需求的超级量子计算机的出现，计算资源呈现绝对的集中。而这台“超算”本身，也会暴露出与之相匹配的巨大安全风险。我们也许不知道量子计算会通向何方，但有许多诸如IBM这样的企业正在尝试开创这条道路。

2016年5月，IBM宣布其位于纽约约克敦海茨T. J. Watson研究中心的5量子位量子处理器——一个名为“IBM 量子体验” （IBM Quantum Experience）的网上平台，以云端接入的方式将此服务面向公众开放。研究人员和学者将最先获得邀请，并可以尝试运行些简单的科学计算程序和应用。（http://www.research.ibm.com/quantum/）