京城,西城一处戒备森严的院子里。
几片黄叶从树上飘落下来。
先生正端着一杯热茶,眯着眼睛晒太阳。
一个穿着黑西装的中年男人走了进来,然后把一份材料放在了石桌上。
“先生,这是张庭那边送来的消息。”
先生嗯了一声,然后放下茶杯,才伸手把这份文件拿了起来。
他先是很随意地看了两眼,然后眉头皱了起来。
中年男人就这样站在一旁,没有出声打扰。
10分钟后,先生把最后一页看完,合上了材料。
“我知道了。”
中年男人点了点头,双手拿起桌上的那份材料,然后转身离开了。
先生又重新端起那杯已经有些凉了的老茶,望着院墙外的天空,久久没有说话。
……
大洋彼岸,纽约州波基普西。
风顺着哈得逊河谷吹到了ib的量子数据中心。
此时园区地下一间恒温机房里,被外媒誉为工业级容错的黎明的starlg正在工作着。
机房中央的大屏幕上,有200多个物理比特编码而成的逻辑轨迹正在爬升。
机房外的观察室里,站着七八个人。
ib量子平台的负责人戴维·苏尔曼站在最前面,双手抱着胸。
他旁边是几位来自华盛顿的客人。
这几位客人是替国家安全局做密码的。
而其中一个戴着眼镜,看上去30出头的年轻人,就是这批密码背后的设计者之一——埃里亚斯·韦伯。
此时,苏尔曼漫不经心地回头看了身后的几人一眼,语气中带着骄傲。
“starlg现在已经执行了9300多万次逻辑门操作,整套线路没有发生不可恢复的错误。”
“如果你们还在使用以前那套基于结构化格的通讯方案,那这个任务将在半个小时后结束。”
来自国家安全局的几个人没有说话,他们今天是来试密码的,不是来听ib吹牛逼的。
就在前几年,美国一覆盖海外驻军指挥调度的格基加密通信体制,突然失去了安全性。
最开始没人愿意相信是密码本身出了问题。
所以泄密、内部人员、密钥管理、终端后门,所有他们能想到的可能性全部被查了个遍。
然而,随着越来越多的证据被拿了出来,那些负责调查的人不得不接受一个最糟糕的事实。
他们装秘密的门没有被人从里面打开,而是门锁本身被破解了。
那套曾经被认为可以抵抗量子计算机的格基密码,在某种他们完全摸不着头脑的算法面前,暴露出了隐藏在代数结构中的弱点。
因此,韦伯放弃了继续补修原来的格基密码,转而带领专项组转向了码基路线
他以hqc-256为基础,重新设计出了一套军用强化参数集。
hqc-256。
这套参数集不再依赖以前那套可能已经被攻破的分圆理想格结构。
就算破解者拥有量子计算机能够加速信息集译码,也依然需要付出极其庞大的计算代价。
至少在韦伯的计算当中,starlg是远远不够格的。
机房中央大屏幕上的数字继续在往上攀升着……
9600万、9800万……
观察室里,原本那些时不时的交谈声,也慢慢地消失了。
苏尔曼看着持续攀升的门计数,又看了看始终没有变化的结果栏,脸上的笑容正在一点一点的收敛。
“最后一轮搜索空间开始收束。”
控制台传来了消息。
“当前逻辑门计数9970万。”
“还没有检测到有效错误向量。”
此时苏尔曼终于开口了。
“还有重新命中的可能吗?”
控制台那边沉默了几秒,然后说道。
“理论上有……”
“不过我们剩余的门预算已经不够重新展开搜索了。”
苏尔曼点了点头,没再追问。
屏幕上的数字在超过9999万以后,每一次增加,控制室里ib众人的心就跟着紧一分。
韦伯没有看门数字,他心中已经有了答案。
这场测试使用的还不是hqc-256的完整参数,而是为了验证安全余量设计的缩比实例。
如果starlg连这一层都没办法攻破,那它也没有资格见到完整的hqc-256。
屏幕上最后10万次逻辑门预算很快就耗尽。
大屏幕上,计数停止在了1亿。
随后,屏幕上弹出了一行红色的提示。
【攻击失败:未恢复有效错误向量。】
见到这个结果,苏尔曼深深地叹了口气。
旁边的几名核心人员,脸上也或多或少的带着失望。
他们当然知道这是一场密码安全测试。
攻击失败对委托测试的人而言是好消息。
可是对于他们来说,自己最得意的机器在所有人面前撞了墙,这真的很难让人高兴得起来。
苏尔曼此时转过身,勉强地笑了笑。
“如果将逻辑门预算提高到2亿,也许结果会不一样。”
韦伯没有评价他这句话,只是说道。
“请按照协议把原始日志和误差报告交给我们。”
“当然。”
随后,韦伯就带着众人向门外走去。
就在他即将出门的时候,苏尔曼突然叫住了他。
“韦伯教授。”
“你从一开始就知道会是这个结果?”
韦伯点了点头,平静说道。
“我知道,它今天不会被攻破。”
“至于以后,我从不替未来做保证。”
……
12月1日,京城昌平,阳光正好。
燕大昌平校区,未名研究所门外摆了一张桌子,几名工作人员正忙着登记来访者的信息。
桌上还放着好几份保密协议,要签完字、核对完证件才能进入园区。
潘伟健院士是最早到的。
他的车停在了门口,和他一起下来的还有一个话很少的中年人。
就在他们俩刚签完保密协议,杜江峰和俞大鹏两位院士的车也到了。
“老潘啊,你来的倒是早。”
杜江峰一下车,就朝他打了个招呼。
“哪有你们两个来的巧啊?”
潘建伟也笑着和他们握了握手。
“老潘,你说李东院士今天让我们来干嘛呢?”
潘建伟摇了摇头,表示不知道。
李东在电话里只是请他们今天过来观礼,至于观的是什么礼,李东是一个字都没有提。
不过这三人心里多少是有点数的。
未名研究所在搞量子计算机的事,业内多多少少都有传出过一些风声,只不过杜江峰和俞大鹏是真的只是听说。
而潘建伟则是在接到李东电话之后,随后就给朱小波打了一个。
不过在电话里,朱小波也没说什么实质性的内容,翻来覆去的就是一句。
“潘老师,您来了就知道了。”
可越是这样讲,潘建伟心里就越有数。
这一次恐怕绝对不是什么小事。
正想着,李东就带着朱小波和陆朝阳从园区里走了出来。
“潘院士、杜院士、俞院士,欢迎欢迎啊!”
潘建伟三人也朝李东走了过去,和李东握了握手。
潘建伟看着李东身后的朱小波和陆朝阳,半真半假的打趣道。
“李院士啊,你这是把我的人全部挖到你研究所来了呀,不厚道啊。”
“潘院士,您说笑了,我这不是需要朱教授他们有经验的团队来帮个忙嘛。”
站在李东身后的朱小波和陆朝阳听见这话,脸上有些发烫。
帮忙?帮什么忙?
他们进所的第一天,那1024个逻辑比特就已经全线在跑了
所以这两个月里,虽然他们把全系统误差预算闭合、跨模块联合标定、译码器边角工况、长期压力测试做了。
这些活虽然都很难,也容不得半点的差错。
可说到底,这也只是高级打杂而已。
连收尾都算不上。
换任何一只成熟的团队过来,可能没他们做的好,但一样能做。
所以他们是来帮忙的吗?不,他们更像是赶在历史的大门关闭前,侥幸挤了进去。
潘建伟把这两个人的神情看在眼里,心里直犯嘀咕。
啥情况啊?这两家伙平时话最多了,今天怎么一个个都蔫了?
李东又跟杜江峰、俞大鹏客套了几句,便领着众人往计算机学部的地下实验室走去了。
电梯门一打开,就能看见走廊的尽头有一扇厚厚的铁门。
陆炳军就站在门前,看见他们来了,笑着迎了上来。
“老潘。”
“老陆啊。”
潘建伟上前和他握了握手,杜江峰和俞大鹏也各自打了声招呼。
几个人的辈分都差不多,所以大家都没有太客套。
潘建伟看着陆炳军身后的那扇门,笑道。
“老陆啊,你这后面藏了什么好东西?神神秘秘的。”
陆炳军嘿嘿一笑。
“你进去就知道了。”
说着,他走到门边,把手掌贴在了验证屏上,接着是虹膜验证。
铁门缓缓地打开。
里面设备运行的声音从门后传了出来。
潘建伟三人刚走过安全线,就愣在了原地。
因为门后并不是他们想象中的某台机柜,而是一片被透明隔离层分成数个区域的大型低温设备区。
32座银色的低温模块排成了两排。
每个模块都有将近两层楼那么高。
每个模块之间由封闭在低温通道中的互联总线连接着。
而隔离层外面则是射频测控机柜、实时译码机柜和调度服务器。
各种各样的状态灯按着自己的节奏闪烁着。
“这是?”
潘建伟看着眼前这庞然大物,有些结巴地问道。
陆炳军站在他面前,笑着说道。
“老潘,这是通用容错量子计算机。”
陆炳军这几个字将三人脑袋炸得懵懵的。
俞大鹏院士最先反应过来,他沿着隔离层快步的向前走着,看着每座低温模块旁边的编号,最后在16号和17号模块之间停了下来。
那里正好是两个设备的逻辑分接处。
屏幕上还显示着跨模块纠缠链路的实时状态。
俞大鹏就这么睁大着眼,看着那幅拓扑图,久久才用手指,指向了屏幕。
“这里的每个模块独立纠错,跨模块操作都是在逻辑层完成的?”
“对。”
此时陆炳军走到他的身边。
“每个模块32个编码,通用逻辑比特,都会在模块内部先闭合错误预算。”
俞大鹏又有些不可思议地问道。
“所以,哪怕是拆掉其中的一个模块,剩下的也还能运行?”
“可以降级运行。”
“那增加模块呢?”
“只要接口和误差预算符合标准,那就能无限的扩展下去。”
俞大鹏完全说不出话来了。
在这十几年里,他在不同的场合反复的说过,未来真正有用的量子计算机一定是模块化的。
因为单块芯片不可能毫无限制的扩大。
不管是制冷也好,布线也好,总有一项会撞上工程极限的。
唯一能够继续向前推进的办法,就是将量子处理器做成可以组合的模块,再让这些模块同时工作。
很多人都觉得他说的有道理,可也只是觉得他说的有道理而已。
而现在有人不声不响地将他的判断做成了实物。
“这就是真正的模块化容错架构吗?”
陆炳军点头道。
“是的。”
而杜江峰也走到了那面测控机柜的墙前,隔着玻璃往里看。
30年前,他在实验台上小心翼翼地伺候着几个量子比特。
而现在,这面机柜墙背后,是32000多个物理量子比特。
他生怕自己看错了,于是他又朝着屏幕上的数字凑近了一点。
“32000个物理量子比特。”
“1024个编码通用逻辑量子比特。”
“好啊,好啊。”
他低声地自言自语。
潘建伟院士则是没有动,他就这么打量着这些低温模块、这些测控机柜,最后看向了那副跨模块逻辑拓扑上。
他这辈子做过多光子纠缠,做过量子通信,也带领团队做出了九章、祖冲之,每一次的突破都让华夏在量子信息领域向前跨出了很远的一步。
可这些道路的尽头,始终有一个同样的目标。
那就是造出一台真正能够纠错,能够执行任意量子线路,能够解决实际问题的通用容错量子计算机。
这是几代量子科研人都想到达的彼岸。
而现在,它就出现在了自己的面前。
潘建伟沉默了许久,才缓缓开口道。
“李院士。”
“这真是通用容错量子计算机吗?”
李东点了点头。
“对!”
“32个模块,32000个物理量子比特,1024个编码通用逻辑比特。”
“所有指标全部通过。”
潘建伟此时也不知道该说些什么了,杜江峰和俞大鹏也走了回来。
李东见众人都又回来了。
于是笑了笑说道。
“各位,机器已经看过了。”
“那接下来……”
“我们让它动一动,怎么样啊?”
说完,他就带着众人穿过了设备区,来到了主控大厅。
主控大厅的大屏幕中央,显示着量子作业调度界面。
当前的任务栏还是空的,状态上写着【待命】两个字。
李东看向陆炳军。
“陆老,交给您了。”
“没问题。”
陆炳军走到操作台前,回头看了一些还有些失神的三位院士,说道。
“老潘、老杜、老俞,你们看好喽。”
随即他就拿起对讲机。
“低温组、测控组、译码组,各就各位。”
“今天咱们这台大家伙第一次正式干活,都打起精神来。”
随后对讲机里就陆续传来了回应。
接着,陆炳军放下对讲机,从文件袋里拿出了一张纸递给了杜文涛。
杜文涛接过以后,就开始逐位录入。
很快大屏幕就被一个617位的数字完全填满。
潘建伟看着这个数字,眼睛瞪得老大。
杜江峰和俞大鹏也在同一时间认出了他。
“rsa-2048整数分析挑战?”
现代密码学这座大厦已经被人盖得很高了,但它的地基却很薄,薄到用一句话就能说清楚。
那就是两个几百位的大素数相乘很容易。
但是要把乘出来的结果重新拆回那两个素数,却难如登天。
就是这样的一句话搭起来的地基撑起了全世界的网上银行、加密通信,身份认证和数字签名。
甚至9成以上的锁芯也是用的这个地基。
2001年,rsa实验室把一道题挂在了网上,并且悬赏了20万美金。
这道题就是把一个600多位的大数拆开,谁能拆出那两个素数,那20万就归谁。
这个悬赏一挂就是6年,直到2007年,rsa实验室悄悄地把它撤了下来。
这倒不是有人把这钱拿到手了,而是全世界都认清了一个事实。
这钱,根本就发不出去。
在此后的许多年里,人类在这条路上能够拆开最大的数是rsa-250。
那是829位的二进制数,换算成十进制就是250位。
但就是这个记录,当时全球的机构联合起来一起算,前前后后一共烧掉了差不多2700个核年。
2700个核年是个什么概念呢?
那就是相当于一台家用电脑从盘古开天算起,不吃不喝一直算到今天,都还差得很远。
而rsa-2048比那个记录还要长出300多位。
有人估算过,要拆开它,得把全世界的超级计算机加到一起,然后跑百万年以上。
当然早在这项挑战被挂上网络以前,就有人证明了,这个挑战其实是有解的。
1994年,数学家彼得肖尔提出了一种量子算法。
这个算法不需要像经典计算机那样,在所有可能的因子中逐个去寻找,而是将整数分解转化为周期寻找问题,再利用量子叠加和干涉,就能从庞大的状态空间中提取出那个周期。
所以只要有规模足够大、错误率足够低的通用量子计算机,那rsa-2048挑战,就不再只是个空头支票了。
全世界都知道这道题能被解开,可几十年过去了,没有一个人真正做到,因为这个世界上根本就没有那样一台机器。
而今天……
这道题还待在原地,但它有了对手。
潘建伟、杜江峰、俞大鹏三人对视一眼,谁都没有说话。
这一刻,他们终于明白了,李东今天请他们来观的这场礼,到底是什么?
此时,陆炳军已经对着对讲机下达了最后一道指令。
“开始!”
屏幕上,任务的状态从待命变成了运行。
主控大厅里一下子就安静了下来。
所有人的目光都看向了那块巨大的屏幕。
屏幕上两条曲线正缓缓地爬升着。
一条是逻辑层的译码延迟,另一条是逻辑错误率。
而屏幕的正中间,一个进度条正在以肉眼几乎察觉不到的速度移动着。
时间一分一秒都过去了。
大厅里安静的只能听见设备运转的嗡嗡声。
一个小时过去了,进度条已经来到了1\/3处。
杜文涛坐在操作台前,一动不动地看着那两条曲线,这一个小时,他连姿势都没怎么换过。
而他身后的几个年轻的研究员,也没有吭声,只是眼睛一直没有离开过屏幕。
两个小时过去了,进度条已经来到了2\/3。
潘建伟站在原地,背在背后的双手有些微微的颤抖。
他看着那个缓缓前进的进度条,不自觉地吞了吞口水。
他做了一辈子的量子信息,此时站在这里竟然像第一次进考场的学生,手心里全是汗。
时间在这个时候好像被拉长了。
大厅里的每个人就这么呆呆地望着那块屏幕,一秒又一秒。
两小时四十一分钟,那条绿色的进度条终于满了。
紧接着屏幕上出现了两个数字。
一个308位,一个309位。
主控大厅里依然没有人发出任何的声音。
因为他们不敢在校验完成前庆祝。
“导入经典校验终端。”
陆炳军说道。
杜文涛立刻将两个数字送进了旁边的离线计算机。
接下来就不需要用到任何的量子算法了,只需要完成一次普通的大整数乘法就行了。
对于经典计算机来说,将两个已经知道的数数相乘远比分解它们简单得多。
几秒钟后,乘积出现在了原挑战数下方。
校验程序开始从第一位向后对比。
100位、300位、500位、617位。
终于,大屏幕中央弹出了一个绿色的提示。
【校验通过:617位完全一致。】
然而大厅还是安静得有些诡异。
杜江峰摘下眼镜,仔仔细细地看了一遍,然后又把眼镜带回了回去。
俞大鹏则是现在还没有回过神来,今天对他的冲击,一波又一波的,完全让他的脑子都宕机了。
潘建伟也是没有任何动作的坐在座位上。
只是他身边的中年男人已经站了起来,看了一眼校验结果,又看了一眼停在2:41:03的计时器,最后在众人还在发呆的时候,离开了主控大厅。
1分钟后,李东走到了大屏幕前,他面对着众人说道。
“rsa2048挑战数,已经完成分解。”
“用时2:41:03。”