本周，中華民族歡歡喜喜過大年的時候，D-Wave，新興量子計算領域領頭羊，揭開了其最新機器 D-Wave 2000Q 的神秘面紗，以及該機器的首位客戶：網絡安全公司 Total Digital Security(TDS)。

　　D-Wave 2000Q擁有2000量子位和新的控制功能，并繼續保持D-Wave每兩年就提升一倍其量子處理器(QPU)量子位數量的記錄。這是量子技術第一次被用于對抗網絡犯罪，如果奏效，將能重塑安全分析師保護網絡的方式?，F世防御系統將以量子計算機迎來安全通信革命。

　　在我們日常使用的計算機中，一比特信息要么存儲“1”要么存儲“0”，我們所有的數據都是“0”和“1”編碼構成的。通過使用量子力學屬性，比如糾纏和疊加，量子計算跳出了這個框架，能夠在一個“量子位”上同時存儲“0”和“1”。每量子位可存儲更多數據的特性，使量子計算機理論上能夠比現有系統快上幾個數量級。

　　但量子計算機很難建造，而且現有的量子計算機也尚未達到理論上的計算能力。這些設備需要隔離各種干擾，例如振動或無線電波，以便量子位能保持其量子力學狀態不“走調”——喪失其特性而展現經典力學性質。為創建這種隔離，制造商們使用了防震器和極度寒冷(接近絕對零度)等措施來隔絕量子計算機芯片。但即便設備能很大程度上保持一致，量子數據也是脆弱的，極易產生錯誤。

　　得從其他地方著手。D-Wave公司位于加拿大不列顛哥倫比亞省，自1999年起就在開發量子計算機，但到2011年5月才發布了世界上第一款商用量子計算機，運行在128量子位的芯片組上。其早期機型的客戶從洛克希德馬丁公司到谷歌到洛斯阿拉莫斯國家實驗室都有，NASA也是其主要客戶之一。

　　2013年5月，該公司與NASA、谷歌和大學空間研究協會(USRA)合作，成立量子人工智能實驗室，開發出512量子位的量子計算機 D-Wave Two， 用以進行機器學習研究。

　　2015年8月，通用型 D-Wave 2X 系統發布，擁有1000+個量子位。同年9月，該系統安裝到了NASA艾姆斯研究中心的量子人工智能實驗室。

　　換句話說，D-Wave系統的發售稀少而間隔悠長。而現在，打造硬軟件安全產品的網絡安全公司TDS，將成為其尋求從下一代計算中獲取更好結果的首家私營安全公司。

　　量子躍遷

　　專家曾預測，量子計算機可打破現在在用的最難主流加密策略；指數級增長的處理速度，將最終破解掉那些當前困于計算難度的協議。然而，量子計算的早期商業價值，卻并不在攻擊方面，更多在于幫助束手無策的安全分析師發現事件，并進行判定和決策。IBM估測，公司企業平均每天要篩查200,000個安全事件；這絕對超出了人類團隊獨自處理的能力，而且隨時間流逝產生的大量數據也給傳統計算機形成了巨大挑戰。

　　AI解決方案已經在處理該問題，尤其是IBM的沃森超級計算機?？倳腥藢⒘孔佑嬎銘玫桨踩珨祿系?。D-Wave的計算機能比傳統數字計算機更快地解決大量數據分析和優化問題。TDS希望該技術的應用能轉化為更好的網絡建模能力，提升可見性，更好地看清漏洞所在及其成因；并產生更強的威脅建模能力以發現風險，安排處理過程。也有其他人在按這種方式嘗試使用量子計算機，比如馬里蘭大學的一名研究員就一直在用D-Wave機器來分類惡意軟件。

　　D-Wave的計算機處理不了所有的算法，但有證據顯示，如果所給任務是量身定制的，它們能比傳統數字計算機更快地解決大量數據分析和優化問題。不過，早期機型中，第三方研究并未證實D-Wave機器比傳統計算的速度優勢傳言。

　　對于本次的新一代機型，D-Wave宣稱：“新的退火算法補償了控制功能，使用戶能夠調整單個量子的退火。相比之前的D-Wave系統，結合了更快速退火時間的新機型，能夠更有效地解決問題，提升應用性能。2000Q系統在執行高度專業化的算法上，比當前最新的經典服務器快上1000到10000倍。相比基于GPU的實現，該機型的每瓦特問題解決性能也要高上100倍。D-Wave功耗數代產品保持不變，但計算能力卻有‘大幅’提升?！?/p>

　　分析機構IDC高性能計算副總裁厄爾·約瑟夫將該新機器描述為“一個巨大的技術成就，量子計算新興領域的重要進步?！彼€宣稱：“D-Wave是唯一一家設計的產品能運行量子計算問題的。對想探索該革命性新計算方法的研究人員和應用開發者而言，新的D-Wave 2000Q系統應該會更加有趣?！?/p>

　　TDS首席技術官詹姆斯·伯勒爾稱，該新硬件將“革新安全通信，防護內部人威脅，輔助甄別網絡對手和攻擊模式。量子計算機獨特的計算能力，結合上最先進的網絡安全技術，將能提供最高水平的安全，不僅僅在預防上，還體現在對網絡攻擊的追蹤溯源上?！?/p>

　　經典計算正如日中天，而量子計算才如初生嬰兒，這么一個行業早期階段時期里，特定類型問題的調查，比如網絡安全建模，將有助于判定量子算法的應用場景——那些使用量子算法能提供更快更好結果的場景。

　　這個意義上講，價值1500萬美元的 D-Wave 2000Q 最有價值的屬性，比其令人費解的量子力學特性要直白多了，至少在網絡安全上：速度。網絡安全領域，快速處理大規模數據的能力是至高無上的。

　　“機器學習、云計算、數據分析……量子計算肯定會應用到使用這些技術的領域的。在安全領域，這意味著入侵檢測、查找數據模式，以及更復雜的并行計算?！盜EEE高級會員凱文·庫蘭說。

　　下一步

　　本月早些時候，為促進量子計算軟件和開發者生態環境建設，D-Wave公司開源了其軟件開發工具qbsolv ——盡管這大概也能被看做是削減成本的途徑之一。

　　然而，量子計算與網絡安全的結合，并不意味著該技術已經準備進入主流。盡管研究社區正達成共識，認為D-Wave計算機切實利用了量子力學的優勢，整個行業想要打造真正的量子計算機依然面臨挑戰，量子計算機相對最強傳統二進制計算機的有效速度提升還是展現得太少。而且，無論安全社區，或者其他什么圈子，對采用量子計算有多熱血，依然需要時間來創建用以支持其工作的基礎設施。

　　目前這還是市場上的稀缺工種。我們不得不訓練一整代量子計算編程人員，開發量子計算算法，因為這些東西與經典計算完全不同。

　　如今依然是網絡安全的早期，或者說幾乎所有其他量子計算應用的嬰兒期?？偟膩碚f，無論是D-Wave計算機還是成熟的量子計算機上，只要我們能比著名經典啟發式算法更快地解決某些數據分析問題或優化問題，那就是很好的消息。

　　當前，量子計算距離經檢驗的工具還很遠，它僅僅是應用到棘手網絡安全問題上的少數下一代計算解決方案之一。但是，給它改變世界的機會越多，它最終真的改變世界的概率也就越高。

責任編輯：韓希宇