9、量子科技对金融与太空通信的挑战与机遇

量子科技对金融与太空通信的挑战与机遇

1. 量子威胁下的金融安全

1.1 量子周二的假想危机

设想这样一个场景：周三市场开盘，交易员们难以置信地看着一切。美联储因过度救助银行而不堪重负最终倒闭，总统宣布进入紧急状态，这场经济灾难被称为“量子周二”。大火烧毁了国家经济，骚乱蔓延，面包长队排满街区。原因是他国利用量子技术这把“万能钥匙”，实施了史上最大规模的银行抢劫。

1.2 量子AI对加密系统的威胁

当前的加密体制依赖于大数分解的计算难度，经典计算机难以在实际时间内完成。然而，量子计算机擅长此类分解，利用Grover或Shor等算法，量子AI技术能够破解现有的高级数字“锁”。像AES - 256、ECSDA（用于加密货币和区块链）以及RSA - 2048等公钥加密系统都面临量子解密的风险。例如，破解RSA - 2048，经典超级计算机需要约300万亿年，而Shor算法理论上在大型量子计算机上仅需10秒，但这需要4099个完美稳定的量子比特，目前还难以实现。

1.3 量子退火的逼近威胁

近年来，科学进步和技术创新不断缩小量子与RSA之间的差距。2012年认为破解RSA需要10亿个稳定量子比特，到2019年5月已降至2000万个有噪声的量子比特。量子退火和强化量子退火技术有可能比通用量子计算机更早解密2048位整数。中国科学家的研究表明，整数分解问题可转化为二次无约束二进制优化（QUBO）模型，利用AI改进的量子算法，用更少的退火量子比特分解更大的整数。如果量子AI继续以当前速度发展，未来十年内社会将面临量子解密威胁。

1.4 应对措施的困境

美国国家标准与技术研究院（NIST）自2017年起努