【大紀元2024年12月31日訊】（大紀元專題部記者吳瑞昌綜合報導）在2025年來臨之際，全球大科技公司和政府在忙著推出能力更強的AI、量子電腦或其它高科技產品的同時，也在對過往的電子加密系統加緊更新或強化，防止Q日到來時重要的資料遭到破解和盜竊。
當前的網路銀行、加密通訊軟體平台、電子郵件等敏感資料，使用的密碼系統大多數是基於1970年代開發的公鑰基礎設施（PKI）加密法，其複雜程度足以讓超級電腦（傳統電腦）花上上萬年才能破解。
目前最有可能破解PKI的，莫過於現在爭相研發的AI和量子電腦。許多科學家和研究人員已經提出，要將AI應用到量子領域上。例如，AI已應用於量子電腦的校準和量子位元讀出上面，展示其在操作過程中，同時減少多個來源產生的雜訊，讓量子電腦可以進行「量子糾錯」，最終運算出可靠的結果。另外，AI也被運用於簡化量子電腦電路，以增量子電腦的穩定性和實用性。
AGI與量子電腦的研發進展
OpenAI執行長山姆‧奧特曼（Sam Altman）與OpenAI主要研究員陳馬克（Mark Chen）在12月下旬發表AI模型o1升級到o3的相關消息。他們當時特別請來了推動開放AGI非營利組織（ARC）的主席格雷格‧卡姆拉特（Greg Kamradt）為o3的能力進行背書和介紹。
卡姆拉特稱，o3的整體能力不僅超過o1型號，還十分接近於ARC組織對於通用型AI（AGI）的定義標準，它在動態學習（沒有預先學習資料）和解決問題能力上，要遠超其它的AI和一般IT工程師，可以解決相當複雜的問題。
另外，Google在12月初推出全新的量子芯片「Willow」正在逐步解決量子電腦本身的問題，並將這項成果寫成論文發表到《自然》科學雜誌上。
據Google介紹，Willow芯片擁有105個量子位元（qubits），只需5分鐘就能解決超級電腦需要花費10的25次方年才能解決的問題。它們還能讓量子電腦再增加量子位元的的情況下，不會增加錯誤率反而是降低錯誤率，該能力主要來源於Willow芯片內部的邏輯量子位元，可以使量子電腦即時修正錯誤。
儘管科學家們還不確定量子電腦真正進入實用階段還要多久，但Google實驗團隊希望透過量子芯片的研發、降低量子電腦錯誤率的方法，徹底解決量子電腦無法進入實際應用的問題。
目前量子電腦與傳統電腦運作方法大不同。傳統電腦需要將資訊變成1和0組合，再透過辨識1和0的排列進行計算，量子電腦則以「量子位元」進行處理，它可以是以0到1之間的任何一個數字，且可在極短時間內排列出所有可能的答案，在運算速度上會比現有的超級電腦強上數億倍。
目前量子電腦本身存在體積龐大、運算不準確，穩定性比傳統電腦差的問題，還需要消耗巨大的能源才能運作，同時對於環境特別敏感，容易受到外太空事件或其它粒子干擾。
不過，國際商業機器公司（IBM）研究總監達里奧‧吉爾（Dario Gil）在10月曾表示，公司預計在2029年之前提供容錯、糾錯的系統，若量子電腦能夠自行糾正錯誤和排除外部干擾（微波、溫度波動、太陽風暴），就能解決傳統電腦無法解決的某些複雜問題。
另外，英國肯特大學（University of Kent）高級講師卡洛斯‧佩雷斯-德爾加多（Carlos Perez-Delgado）在12月下旬曾表示，自己如果有一台大型量子電腦，就可以很輕易地接管世上的比特幣，甚至於能夠瀏覽和控制所有人的電子郵件和電腦帳號。
他警告，當量子電腦能夠破解當前的PKI系統時，我們現有的證券、網路安全系統、加密貨幣、電子郵件等相關的一切，都將面臨巨大的風險。
台大電機工程學系、電信工程研究所教授林宗男對大紀元表示，「雖然現在對於量子電腦、AGI、超級（ASI）還沒有一個比較客觀的量化標準或更明確的定義，但理論上這些東西是可以破解現今網絡、通訊網路銀行目前常使用的密鑰。目前大家所認識的量子電腦的運算速度要遠超於傳統電腦，是可以藉由大量的計算能力暴力破解這些加密系統的。」
全球提升加密功能 防止「Q日」危機
雖然還無法確定量子電腦和AI，何時能夠破解用於保護世界上最敏感資料的PKI，但企業和政府正在審慎評估這種風險發生的可能，希望在「Q日」（Q-day，即量子電腦到來的日子）到來之際，能夠抵禦其它政府或企業獲取機密。
加拿大網路安全公司量子防禦5e（Quantum Defen5e）曾預言人類在2025年就會迎來「Q日」，這會讓當前加密方法變得毫無用處，同時各國也在等待「Q日」到來，用於破解先前它們攔截的消息，且屆時所有透過公共網路發送的內容，都面臨安全風險。
目前應對「Q日」到來最直接的辦法有，改變或強化現有的加密系統、投入更多資金研究量子科技、獲得更先進的芯片、封鎖敵對的政府獲得高等芯片。
美國政府選擇上述所有辦法。拜登政府在今年12月，多次對中共發布多項科技禁令，希望能夠防堵中共利用AI和量子技術強化軍事和黑客上的應用。
另外，美國國家標準與技術研究所（NIST）在8月發布了3種後量子加密的新演算法，以抵禦未來的量子電腦攻擊和應對「Q日」的到來。此前，美國國家安全局（NSA）、NIST等其它機構，不斷敦促公眾和私人公司採用「後量子密碼（PQC）」，作為建立新的PKI機制以保護通訊安全。
IBM新開發的量子加密算法分別為ML-KEM和ML-DSA，已納入NIST標準中。它們還表示這兩種算法可以幫助現有的企業應用，或創建全新的企業應用程式。該公司也讓自身最新的z16大型主機，開始過渡到PQC演算法，且z16大型主機儲存著目前全球大部分交易資料。
芬蘭的私人量子電腦製造公司（IQM）在2024年出台的報告顯示，超過30個國家的政府已承諾，為未來10年內部署的量子技術提供超過400億美元的公共資金，而這些資金大多來於歐美國家，且該資金的金額是2022年的2倍。
蘋果在今年2月表示，將自家的通訊軟體iMessage的加密提升至後量子加密協議「PQ3」。這是一種3級安全性的消息傳遞協議，可以針對高度複雜的量子攻擊進行廣泛防禦，讓這些量子或黑客攻擊後無法達到「立即收穫，稍後解密」。
另外，訊息加密平台Signal在2023年9月把應用程式的初始密鑰提升至PQXDH協議，該協議也屬於後量子安全加密方法的一種，它讓整個應用程式加密安全性達到蘋果認證的2級（原本1級）。
世界經濟論壇在2022年曾估計，未來20年全球將有200億台設備需要升級或更換，才能滿足量子安全標準。◇
（記者張鐘元、寧芯對本文有貢獻）
責任編輯：連書華#
