就算是一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)有可能在數(shù)年的時(shí)間內(nèi)計(jì)算出任意質(zhì)因數(shù)，這也是得不償失的。為了科學(xué)地解決這個(gè)問(wèn)題，麻省理工學(xué)院（MIT）的科學(xué)家找到了明確的方法。今天，《科學(xué)》雜志最新發(fā)表的一篇論文顯示，量子計(jì)算機(jī)有史以來(lái)第一次以可擴(kuò)展的方式，實(shí)現(xiàn)了Shor算法。

據(jù)外媒Engadget報(bào)道，MIT和 Innsbruck大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家組裝了一臺(tái)5量子比特的量子計(jì)算機(jī)，它將能夠用Shor算法完成對(duì)數(shù)字15的質(zhì)因數(shù)分解。他們研發(fā)了一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)原型，然后使用一系列離子，借助激光脈沖來(lái)在4個(gè)量子比特上執(zhí)行Shor算法，令其分解數(shù)字，第5個(gè)量子比特則用于儲(chǔ)存和輸出結(jié)果。目前的結(jié)果是，這臺(tái)計(jì)算機(jī)不僅能夠比現(xiàn)有量子系統(tǒng)更高效地計(jì)算出方案，而且區(qū)間縮放相對(duì)容易。

據(jù)維基百科解釋，Shor算法（秀爾算法）是一個(gè)在1994年發(fā)現(xiàn)，以數(shù)學(xué)家彼得·秀爾命名，針對(duì)整數(shù)分解的量子算法（在量子計(jì)算機(jī)上面運(yùn)作的算法）。比較不正式的表述是，它解決題目如下：給定一個(gè)整數(shù)N，找出他的質(zhì)因數(shù)。

在一個(gè)量子計(jì)算機(jī)上面，要分解整數(shù)N，秀爾算法的運(yùn)作需要多項(xiàng)式時(shí)間（時(shí)間是log N的某個(gè)多項(xiàng)式這么長(zhǎng)）。更精確的說(shuō)，這個(gè)算法花費(fèi)O((log N)3)的時(shí)間，展示出質(zhì)因數(shù)分解問(wèn)題可以使用量子計(jì)算機(jī)以多項(xiàng)式時(shí)間解出，因此在復(fù)雜度類BQP里面。這比起傳統(tǒng)已知最快的因數(shù)分解算法，普通數(shù)域篩選法，其花費(fèi)次指數(shù)時(shí)間——大約O(e1.9 (log N)1/3 (log log N)2/3)，還要快了一個(gè)指數(shù)的差異。

秀爾算法的重要性不言而喻，實(shí)現(xiàn)它我們就有望破解已被廣泛使用的公開密鑰加密方法——RSA加密算法。RSA加密算法是一種非對(duì)稱加密算法，在公開密鑰加密和電子商業(yè)中RSA被廣泛使用，其高度可靠的秘密在在于：對(duì)極大整數(shù)做因數(shù)分解的極大難度。也就是說(shuō)，對(duì)一極大整數(shù)做因數(shù)分解愈困難，RSA算法愈可靠。但是，假如有人找到一種快速因數(shù)分解的算法的話，那么用RSA加密的信息的可靠性就肯定會(huì)極度下降。此前，世界上還沒有任何攻擊RSA算法的可靠方式。

然而，秀爾算法展示了因數(shù)分解這問(wèn)題在量子計(jì)算機(jī)上可以很有效率地解決，所以一個(gè)足夠大的量子計(jì)算機(jī)可以破解RSA。這對(duì)于建立量子計(jì)算機(jī)和研究新的量子計(jì)算機(jī)算法，是一個(gè)非常大的動(dòng)力。

圖片來(lái)源：http://gizmodo.com/

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