23、云计算、量子区块链的加密算法与量子人工智能在气候科学中的应用

云计算、量子区块链的加密算法与量子人工智能在气候科学中的应用

1. 云计算与量子区块链加密算法的挑战

量子计算与量子区块链在加密领域具有巨大潜力，但目前面临诸多挑战：
- 量子比特生成与同步困难 ：生成单个量子比特已极具挑战，同时同步大量量子比特更是难上加难。
- 传输能力受限 ：由于干扰问题，量子密码学的传输能力十分有限。
- 量子分散网络难题 ：在量子分散网络中，需根据所用物质将多个量子比特转换为光子，这是量子密码学中最具挑战性的部分。长距离传输时，每个量子态都要从原子系统转换为光子系统，但光学放大器可能损坏量子比特，无法放大量子密钥载波信号进行长距离传输，而且极化光子极易受到单个粒子作用的破坏。
- 光子极化问题 ：光子在与其他粒子碰撞时旋转可能改变，导致接收时极化不正确。
- 成本与结果问题 ：量子操作成本高昂、过程精细，且尚未取得显著成果。

2. 解决问题的近期进展

尽管存在诸多障碍，但在计算方面仍取得了一定进展：
- 谷歌的量子计算计划 ：谷歌宣布其首台量子计算机将基于D - wave技术，通过改进D - wave硬件，以新方法设计量子比特。谷歌量子研究人员预计将与D - wave合作开发一款拥有1000个量子比特的处理器并向公众开放。
- 布里斯托大学的量子云设备 ：2013年9月27日，英国布里斯托大学的科学家展示了一款名为Qcl