目前世界上所有的超級計算機協同工作一萬年，可能也無法破解一些現代密碼。但上個月，谷歌等機構發布了一項研究，表明量子計算機或許能以更少的資源，更快破解這些密碼。

據澳大利亞《對話》網站近日報道，量子計算機的進展主要體現在兩個方面。一方面，IBM和谷歌等科技巨頭競相打造更大規模的量子計算機。IBM希望今年讓量子計算機在某些特殊情況下，實現對傳統計算機的真正優勢，並於2029年前打造出更強大的容錯系統。另一方面，理論學者正在完善量子算法。最新研究顯示，破解當今密碼學所需的資源可能遠低於早期估計。

量子計算硬件不斷升級

量子計算機的運行方式與傳統計算機不同。它們使用可以同時存在於多種狀態的量子比特，這一特性使得它們能夠運行某些算法，其中最著名的是由美國數學家彼得·肖爾於1994年提出的肖爾算法。理論上，這些算法可比目前計算機更高效地解決支撐現代加密的數學難題。這些數學問題構成了比特幣、以太坊和大部分互聯網的基礎。

目前，量子計算機研發已進入白熱化階段，各研究團隊的主要目標是增加可連接量子比特的數量，以實現“量子優勢”。

去年11月，IBM發布了一款包含120個量子比特的芯片“夜鷹”，希望借此在部分任務中展現量子優勢。此前的2024年12月，谷歌推出包含105個量子比特的量子芯片Willow。在一個標准基准計算任務中，Willow用時不到300秒神速完成，而世界上最快的超級計算機“前沿”完成同樣任務則需要數億年。

除了這些科技巨頭，新方法也在蓬勃發展。PsiQuantum公司採用基於光的量子比特和傳統的芯片技術制造量子計算機。中性原子系統等實驗平台已在實驗室展示了對數千個量子比特的控制。

新算法破解密碼更快

硬件只是故事的一半，同樣重要的是量子算法——利用量子計算機破解加密的方法的進步。

肖爾算法展示了量子計算機如何高效解決大整數質因數分解等問題，這種量子算法在破解目前廣泛使用的RSA加密方面有著重要意義。

幾十年來，人們一直認為量子計算機需要數百萬個物理量子比特才能對現實世界的加密構成威脅。這種量子計算機遠比現有系統龐大，因此人們感覺威脅很遙遠。但這種狀況正在改變。

2026年3月，谷歌量子人工智能團隊發布了一項詳細研究，顯示攻擊使用橢圓曲線密碼加密的信息所需的資源可能遠少於此。

與RSA等傳統算法相比，橢圓曲線密碼這種加密方式在相同安全強度下密鑰長度更短、計算效率更高，特別適用於移動設備、物聯網等資源受限環境，是包括比特幣和以太坊在內的系統所使用的加密方式。谷歌團隊的研究顯示，一台擁有少於50萬個物理量子比特的量子計算機，可能在幾分鐘內就能破解這一加密算法。

盡管擁有50萬個量子比特的量子計算機仍然遠超現有量子計算機的水平，但其規模僅為此前估計的1/10。

美國初創公司Oratomic科學家在2026年3月發布的預印本上，探討了利用中性原子量子計算機高效破解加密的可能性。他們提出的一種策略是：擁有約2.6萬個中性原子量子比特的系統，可利用肖爾算法，在幾天內破解比特幣的加密。

針對這些發現，一名比特幣安全研究員認為，2030年左右，能破解現代密碼的量子計算機被制造出來的概率為10%。

向“后量子密碼學”進發

雖然現在人們使用的密碼不會一夜之間被破解，但量子硬件或算法的每一次進步，都在彌合實用量子機器與現有密碼之間的差距。

為應對這一挑戰，全球標准機構正在設定越來越具體的時間表，逐步擺脫易受量子攻擊的通用加密系統，加快部署可抵御量子計算機破解的加密技術，向后量子密碼學挺進。

例如，美國國家標准與技術研究院提出，將在2035年基本完成向后量子加密學轉型。該機構已於2024年8月正式發布首批后量子密碼學標准。澳大利亞信號局也發布了類似指導，敦促各組織立即開始規劃，並於2030年前完成向后量子密碼學的轉型。

今年3月，谷歌安全工程副總裁希瑟·阿德金斯和高級密碼工程師索菲·施梅格聯合發表名為《量子前沿可能比你想象的更近》的文章稱，谷歌將2029年設定為完成向后量子密碼學轉移的截止時間線。

目前，谷歌Chrome和Cloudflare已在某些協議和服務中支持后量子密碼算法。谷歌同時宣布Android 17將整合符合NIST標准的ML-DSA數字簽名保護。該公司研究人員提醒，幣圈需在2029年前轉向后量子密碼技術。