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2024 iThome 鐵人賽

DAY 20
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量子運算是一種利用量子力學原理進行運算的新型計算技術,與二進制不同,使用量子比特(qubits)來進行運算,其能夠同時處於多狀態的特性,稱為「疊加態」,這讓量子計算在某些類型計算任務上比傳統計算更為高效,提供的速度提升對象當然也包含ML。

核心原理 🪲:

  1. 疊加:傳統比特只能是0或1,但量子比特可以同時是0和1,讓量子運算在同一時間內可以處理多種可能結果,從而加速運算。
  2. 糾纏:多個量子比特可以通過糾纏現象互相關聯,即使是遠距離,對一個量子比特的改動操作會立即影響到與其糾纏的另一個量子比特,提高了量子運算的協同性和效率。
  3. 干涉:通過調控量子比特的干涉效應,量子計算機可以將不需要的計算結果抵消(保留正確結果),從而提升計算的準確性。

該理論潛力非常強大,尤其在解決特定問題(如大數分解、優化問題、模擬量子物理系統等)方面,它的表現有可能遠超傳統計算機,但目前量子計算技術仍在發展階段,實際的應用面臨很多挑戰,如量子比特的穩定性、錯誤率控制等問題。

量子運算與數據安全之間的關聯性主要體現在加密技術和AI模型的安全性上,隨著量子運算快速發展,現有數據保護法可能會面臨許多挑戰💥。

  • 數據加密:

    剛提到它具有極大的運算能力,能迅速破解傳統加密算法,因爲他們大多與大數分解和離散對數問題關聯,而量子計算使用的Shor算法能在短時間內解決這些問題,對企業來說,有發展量子安全加密技術的需要。

  • AI模型安全性

    量子運算可用來執行比目前技術更強的對抗性攻擊,從而破解AI模型或影響預測結果,也可能加速破解AI模型使用的保密數據集,威脅到個人隱私和機密數據的安全性。

    為了應對這些挑戰,企業可以考慮以下方法來加強數據保護 🐑:

  • 量子安全加密技術:後量子加密(Post-Quantum Cryptography),其依賴於複雜的數學來保護數據(如格理論、多變量多項式問題等),即使是量子計算機也無法輕易破解。

  • 量子密鑰分發(Quantum Key Distribution):QKD是一種利用量子力學原理來生成和分配加密密鑰的技術,任何對密鑰的竊聽都會被檢測到,從而保證通信過程的密鑰安全性。

  • 前日提到的零信任架構也能減少量子計算帶來的風險


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