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量子网络能拯救通信业吗[状态报告]

宇航员斯科特·凯利拍摄的新西兰日出照片。2015年由美国宇航局版权所有,发布供公众使用。

量子计算(QC)和量子网络(QN)虽然是独立的行业,但却是相关的。两者都利用了量子物理学中同样无法解释的现象:粒子之间的纠缠使得它们能够共享状态——或者在数字意义上,共享信息——这显然违反了相对论。但作为服务,它们履行着不同的职能。

QC致力于解决通常委托给超级计算机的问题,如果超级计算机能在我们有生之年足够快地解决这些问题的话,这一点也会得到授权。

QN将使用永久防裂的物理技术来确保数字设备(包括传统设备——你的和我的)之间的连接。它宁愿让连接崩溃,也不愿让连接被窃取。

在3月份发布的一份状态报告中,我对量子计算作为一种可行的技术进行了猛烈抨击。我刚刚参加了一个虚拟量子会议,QC和QN都在同一个舞台上。我对这两种努力有一个单一的、综合的观点。如果你读了我的ZDNet同事Daphne Prince Ringuet透彻的最新报道,你可能会想,我对QC的消极态度是从哪里冒出来的(不太像抑扬格五步格,但我试过)。

正如一些人善意地告诉我的那样,对于第一批创业公司和老牌云计算公司来说,量子计算机的商业模式与学术界和安全专业人士尝试量子网络的商业模式完全不同。后者至少会彻底改变网络安全。至多,它可能会迫使整个互联网运作方式发生巨变。如果没有传统的加密技术能够避免QC系统的近乎瞬时的破解,理论上,HTTPS作为一个协议将变得毫无意义。

在这个版本的状态报告中,我们将更新我们对QC的看法,并添加对QN的独立评估。以下是这些评估的工作原理:对于每个主题,我们看10类影响,分别用正10分和负10分的量表对它们的进步和倒退潜力进行评级。然后在二维笛卡尔海图上,我们给每一类给出它自己的罗盘方向或矢量,绘制每个影响点在该矢量上的位置,并计算所有点的几何平均位置。这个平均点到死点的距离就是我们最终的影响力得分。

执行摘要

按照我们在状态报告中的习惯,我们将从我们的一般结论开始:

很难夸大我们所谈论的技术的含义--当然,除非这一切都被证明是不可能的,在这种情况下,我们都会高兴地看起来像傻瓜。

想象一下,如果一种神秘的物理力量被释放出来,在几分钟内烧毁了世界上所有的高速公路。如果基于同样神秘的东西能让人们打开小罐子,把它们放在他们的后廊上,并立即自动地观察它们,建立一个高速铁路网,将它们连接起来,以取代蒸发的州际公路和高速公路。我所说的关于量子网络的事情并没有那么奇妙。

如果QC完全实现(一个远不能确定的事件),可以想象的是,任何有权使用量子计算机的人都可以在短短几分钟内解密一个强加密的通信。谁有权使用量子计算机?你相信吗?QC的第一批实践者让量子系统可以由注册的实验者和研究人员进行编程,不需要证书,在很多情况下是免费的。无论如何,这并不容易,对理性的人来说也没有多大意义,但是QC服务(比如它)是可操作的。

如果QN实现了完全的成果(见上文),一些确保通信安全的方法将再次变得可行。但由于物理学原理,QN会利用任何“后门”,比如一些政府机构会要求网络设备制造商包括在内,这是完全不可能工程的。

我们这里所拥有的,套用Strother Martin的话,是一个开放的、协作的,学术上的努力,其成功将立即触发“失败的沟通”安全地通过常规手段。任何用于经典系统的数字加密技术的知识产权价值都会像堆芯熔毁中的乏燃料棒一样暴跌。更重要的是,因为构建一个真正的QN所需的协作工作是如此巨大(考虑一下我们目前拥有的互联网的规模,比如我们需要的一个微型原型),不可能为任何一个参与者设计法律上的排他性或专有知识产权。

如果没有科学家、物理学家和工程师的广泛合作,QC事件(有些人已经称之为“Y2K II”)可能会在QN事件建立安全网之前发生。善意的工程师们正在合作开发一种称为后量子密码术(PQC)的加密技术。理论上,这将包括使用经典计算机进行加密,QC解密所需的时间比用户愿意等待的时间要长。如果QN空间因知识产权问题和许可证费用而变得一团糟,QC活动可能会在QN能够确保我们的安全网,让PQC清理燃烧的煤渣之前进行。

第2点:如果你不是少数人中的一员,那么你近年来欠他们的钱,量子网络研究的最大份额似乎是由学术界和公共资助的研究机构进行的。这个群体在建立一个真正的QN方面可能取得了最大的进展。

与他们相反的是,市场已经被视为具有b甚至细分为派别,在市场力量的预先和预期中,一旦一项服务真正可行,将形成量子网络。知识产权(IP)领域的人非常清楚的一点是,如果你擅长写可信的科幻小说,那么对不存在的东西提出法律要求比对存在的东西提出法律要求要容易得多。

开源社区每天都会亲身经历,知识产权是信息化市场的命脉。一个典型的开放源代码主导的市场是一个IP价值已经很低的市场,溢价将很难证明——例如,分布式软件部署。在这样一个利润率已经很低的市场中,一个单一的参与者通过收取高额的许可费来发挥市场支配地位,试图通过知识产权执法来限制市场参与者的数量,最终可能会导致自己的收入不足。

没有一个市场是一个典型的市场,它的条款实际上是量子物理原理。我们在这里讨论的IP的工作名称是量子信息技术(QIT)。正如知识产权研究公司Patinformatics去年报道的那样,迄今为止,QIT专利组合最强大的派别是:

中国-北美防务承包商,共同行动。IBM

所有这些派别目前的行为似乎都是出于利他利益的考虑。另一方面,他们都在主张专利。

第三点:哦,太好了,又一个厄运的先兆

非常证明了数字基础设施行业愿意遵循自己根深蒂固的行为模式,不管后果如何,几乎没有人费心去问为什么量子网络不会让所有的区块链交易立即变得脆弱。与这一趋势相反,咨询公司德勤(Deloitte)最近承认:“如果一台量子计算机能在10分钟内从其公钥中提取出一个私钥,那么比特币区块链将从本质上被打破。”

换言之:一旦真正的QC开始运作,每个区块链系统依赖一条链的事实,应该比波特兰前廊上的冰块更快地变现其交易价值。

勒索软件对安全软件行业来说是一件美好的事情,因为病毒已经很老了,没有人再害怕它们了(现在我们不必在凌晨3点看同样的信息广告了。;有新的方法可以帮助我们更快入睡。)PQC变得有趣的一个原因是,它带来了勒索软件后安全行业的消息,在这个世界上勒索软件引发哈欠,病毒是我们都接种过疫苗的东西。换言之:当现有的证券有效时,很难卖出新证券的价值。一个健康的安全行业需要一个可行的威胁。

这让我想到了一个问题:如果QN在QC发展到足以构成强大威胁之前提出了一个有效的解决方案,QN可能就得不到启动工作网络所需的关注、支持或资金支持。我们已经目睹了一种真正危险的病毒需要多长时间才能被认真对待。

影响范围

现在我们来看看每一类影响,以确定我们是如何得出上述结论的。我们将把QN的分数与QC的最新分数进行比较,因为最近发生的一些事件有助于QC的势头变得更加积极。

利益相关者授权

如果你接受“一点”的尺度作为地球的大小,那么量子计算的目标可能会有点模糊。量子网络有一个更离散的目标。当然,它违背了我们所知道的物理定律,但是如果你能证明他们这样做,并且对他们有直接的好处,你就不必向客户解释为什么。

绝对不能保证这会发生。量子网络需要一个中继器系统来缩小纠缠量子比特之间的距离。量子中继器是否可靠,相当严肃地说,取决于研究人员解决相对微不足道的隐形传态问题。在量子网络的上下文中,这是指将一个量子存储单元所保留的状态重新定位到另一个量子存储单元,而不会出现跨越它们之间距离的现象。

竞争优势

如果你是第一个解决量子隐形传态之谜的商业投资企业,如果你用你的解决方案来增强第一代量子中继器的能力,你也许可以宣称自己比市场上的其他人拥有一些竞争优势——比如当时的市场。这里有一个微妙的平衡:你可能是第一个进入市场的人,而机会之窗可能会持续一段时间。但是你得到的支持可能会坚持让你在几个季度后放弃王位,让其他人试试看。

商业可持续性

任何着眼于长远发展的量子网络服务提供商都需要政府资源和私人资金的资助。显然,这对那些建立互联网的人来说并不是一件坏事。对于那些在QN的关键需求变为关键需求之前成功地断言其关键需求的人来说,这可能同样好。与QN的先驱们抗衡将是互联网创始人留下的一条信息:收入来源于服务,而不是平台。

进化激励

如果你相信量子计算的力量(请记住,QC的I分数仍然是负数,所以这里的答案可能是“不”),因此,需要一个量子网络对二十一世纪全球经济作为可再生能源和碳中性交通的基础是至关重要的。

反对这种激励的事实是,像其他大规模的世界变化项目一样,QN将需要巨大的初始投资。我们在哪里可以找到这种努力所需的数十亿公共资金?从与谁做生意以及在哪个国家的支持下(参见:5G Wireless)等规定条款的来源来看。

市场支持

如果QN能够首先作为全球贸易和日常交易运作所必需的服务而建立,然后,一个商业市场将围绕它自然形成,因为需求将在那里。问题是:如果QN最初是作为一项公共服务提出的,它将自动成为一种商品。

很多时候,商品的价值是由市场参与者无法控制的力量建立起来的——在公共商业对其产生裂痕之前。回想一下,在互联网的早期,人们曾认真考虑过要求每个用户都获得免费的SSL证书,并且所有通信都是数字签名的。我们躲开了一颗子弹。

客户价值

假设有一天,你在网上进行的每一笔金融交易都会暴露给任何拥有QC账户的人。你将需要QN给你和你的电子商务供应商的关键,你需要开展业务。信贷公司将强制执行。客户价值将是内在的。

经济贡献

除了确保电子通信之外,QN可能还有价值。更高程度的安全性可能为消费者提供欺诈保护,这将使人工智能例程监督交易和检测异常的需求变得毫无意义。更高的连接质量可以保护语音和数据通信不受干扰,消除了人们只需使用手机就可以使用支持语音的即时消息服务的需求。在量子保护的经济中有可收获的价值。

社会融合

这是事情再次变得危险的地方:在这样一个安全的世界中,QN服务将要求我们每个人都携带一个数字身份。请注意,卡上不是一个长长的数字串,而是一种钥匙——可能是一种物理设备,类似于Yubikey——数字身份不断地与所选择的QN服务进行协商。并非所有国家的民众都反对数字身份,但美国人基本上仍然反对。当量子成为一个政治问题的那一刻,我们将失去我们迄今为止为公众讨论身份和隐私而设法保持的脾气。

文化进步

危险就在这里。关于风车导致癌症和5G发射塔传播冠状病毒的抗议(提示:有些人忽视了前一对标志性建筑和后一对疾病之间的区别)预示着世界将吸引更多的人,政府将对承载我们数字身份的电子自旋量子进行监管。如果互联网本身是互联网上人们可以投赞成票或反对票的东西,就会有人领导一场错误的宣传运动,威胁到它的存在。英国脱欧是量子身份辩论的序幕。

生态系统支持

与文化问题相比,新兴的QN产业能否为自己构建一个舒适的生态系统的问题似乎微不足道。然而,请记住,如果没有一个强大的生态系统——参与者愿意为彼此的共同利益而努力——QN对社会和人类文化的整个价值问题将永远不会得到拥护者的支持。因此,QN可能永远不会挑起反对者。

如果QN要在抗议活动爆发之前有机会保护我们的数字基础设施,它就需要一个强大的生态系统来支持研究人员和市场参与者。只有他们才能维持和平。

最终得分:QN[+1.17]| QC[-1.20]

如果我们当时知道事情的发展,那么我们就有机会构建一部分互联网,可以说它从一开始就应该拥有。即使把所有这些量子理论变成现实是不可行的,我们现在对支持一个专门致力于安全服务的半连接网络的论点有了更清晰的认识
2023-03-22 10:04:37

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