量子電腦硬體

2020 年代中期的量子電腦無法以 Shor 演算法破解 RSA-2048,其主要理由最適當的是下列何者?

  1. AShor 演算法在量子位元數量超過 1,000 個時,原理上就無法運作
  2. B已有數學證明,破解 RSA-2048 時古典電腦比較快
  3. C必須無錯誤地執行非常大量的邏輯閘,需要由錯誤更正建構的大量邏輯量子位元,以及支撐它們的龐大數量物理量子位元
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正確答案:C. 必須無錯誤地執行非常大量的邏輯閘,需要由錯誤更正建構的大量邏輯量子位元,以及支撐它們的龐大數量物理量子位元

破解 RSA-2048 需要在約一千到數千個邏輯量子位元上,連續執行數十億次規模的邏輯閘。因此邏輯錯誤率必須極低,為了錯誤更正,每個邏輯量子位元需要數百個以上的物理量子位元。2020 年代的估算認為,需要錯誤率約 0.1% 的物理量子位元數十萬到數千萬個(數字隨前提條件而有很大差異),與目前裝置的規模相差好幾個數量級。不過,所需規模的估算隨著演算法的改良而逐漸變小,因此密碼遷移的準備需要及早進行。

  • A. 沒有這種原理上的上限。需要的反而是更多的量子位元。
  • B. 沒有這樣的證明。RSA 的安全性根據,在於目前不知道能以古典電腦有效率解題的方法。
  • C. 正確。需要以錯誤更正為前提、規模大上好幾個數量級的裝置。
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