在这个面向数字的世界中，黑客正在与技术进步并行发展。幸运的是，工程师，数学家和物理学家同时正在研究利用经典加密方法进展的创新概念。新设备正在利用量子物理原理并部署复杂而强大的算法进行安全通信。

什么是密码学？

密码学是一种保护数据和信息以躲避恶意黑客的手段。多亏了加密方法，网络会议和个人浏览历史中的一切都保持了特权和安全。使用需要唯一密钥进行解密和加密的算法来保护数据。使用相同的私钥，即e。用于解密和加密的特定比特串，称为对称密码学。利用用于加密的公钥和用于解密的私钥-每个私钥都是由算法-fueledrandom数字生成器创建的-被称为非对称密码学。

真正的随机性被认为是纯粹的经典方法无法实现的，但是可以通过增加量子物理学的应用来实现。

量子密钥分发

大规模量子计算机和经典计算机有两种方法可以掩盖私人信息。

方法 #1: 恢复密钥协议阶段生成的密钥。

方法 #2: 中断加密算法。

量子密钥分发 (QKD) 是一种量子密码原语，旨在生成不可破解的密钥。QKD确保关键协议，包括众所周知的BB84和E91算法。2017年，中国团队成功地证明了卫星可以在对称密码学和QKD的帮助下进行安全可靠的通信。

尽管如此，很明显，仅QKD不能满足所有保护要求，但还有其他机制可以通过基于解决数学问题而不是量子物理定律的 “量子安全” 加密算法来增强安全性。

对量子计算障碍的乐观看法

最直接的挑战是实现最充足数量的容错量子位，以提高量子计算的计算前景。谷歌 (Google) 、亚马逊 (Amazon) 、IBM (IBM) 和霍尼韦尔 (Honeywell) 等科技巨头正在考虑这一问题，并对其进行投资，以想出一个可靠的解决方案。

目前，量子计算机已被编程为内量子逻辑门。这对于小型量子计算机来说可能是可以接受的，但是一旦我们遇到了大量的量子位，就更少了。IBM和Classiq等组织正在编程堆栈中开发越来越多的抽象层，使开发人员能够培育令人难以置信的强大量子应用程序，从而为现实世界的问题提供解决方案。

对于包括纠错方案在内的复杂问题的实现，组织需要证明他们可以控制许多量子位。此控制必须具有低延迟，并且必须来自基于CMOS的自适应反馈控制电路。最终，必须解决 “扇出” 的问题。需要回答的问题是如何在量子芯片内加快多个量子位。目前需要多个激光器或控制线，但是很难看到我们如何开发具有数百万根连接到电路板或从低温测量室出来的电线的多个量子位芯片。

将量子计算应用于网络安全

近年来，研究人员和分析人员一直在努力开发量子安全加密技术。据美国科学家称，美国国家标准与技术研究所目前正在评估69种称为 “后量子密码学” (pQC) 的新方法。量子计算为网络安全和加密威胁提供了杰出的潜在解决方案。任何安全前沿组织都应该发展对加密敏捷性的理解。

量子革命是不确定的。尽管广泛的容错量子计算机的巨大影响可能还很遥远，但近距离量子计算机仍然具有增强通信隐私和安全性的巨大优势。所有组织都必须考虑围绕量子技术和计算的长期利益和风险制定创新战略，并为即将到来的量子革命做好准备。