AIQLAB 最新报告：破解 RSA 加密需要一百万个量子比特

根据2025年的估算，破解常用的RSA密钥将需要一台拥有约一百万个量子比特的机器。报告解释说，虽然量子比特数从几百个到几千个不等的NISQ（含噪声中等规模量子）计算机受限于“噪声”和较短的计算窗口，但将多个物理量子比特组合成一个逻辑量子比特对于纠错至关重要。

这意味着目前的机器不会构成直接威胁，但要实现真正安全的量子计算，仍需克服重大障碍。这一漏洞源于量子计算机能够快速分解大数的潜力，而大数分解正是RSA安全性的基础，该算法由 Rivest、Shamir和Adleman于1977年开发。

NISQ时代的局限性与量子威胁的门槛

最近一份报告中详述的这一计算表明，目前的量子计算机没有直接危险，但实现真正安全的量子计算面临着巨大的障碍。John Preskill在2018年创造了“NISQ（含噪声中等规模量子）”一词来描述当前的量子计算时代，并强调这些机器受到“噪声”的限制，在出现错误之前只能进行短时间的计算。这意味着可用且稳定的量子比特数量远低于总量子比特数，从而延长了产生切实加密威胁的时间线。报告指出，“将两个大素数相乘很容易，但在数字足够大的情况下，猜测结果是由哪些素数组成的实际上是不可能的，”这概述了RSA安全性的数学基础。“现在收集，以后解密”攻击的可能性（即收集加密数据，待量子计算机成熟后再进行解密）是一个尤为紧迫的问题。

参与“Quantum Threat Timeline Report”的专家估计，在15年内出现能够在48小时内破解 RSA-2048 的量子计算机的可能性超过70%，其中8位专家认为这种可能性高于95%。这一评估基于专家意见，而非对特定硬件发展的预测。报告强调，迁移到后量子密码学不仅是选择一种算法，还涉及组织资产盘点以及设计允许在无需彻底检修的情况下更换算法的系统。报告最后总结道，“后量子密码学的情况也将类似，只是后果可能不太明显，”建议采取主动准备是非常重要的。

当前含噪声中等规模量子（NISQ）设备的局限性要求采取多管齐下的加密安全方法，因为实际的纠错需要将多个物理量子比特组合成一个单一、稳定的逻辑量子比特。这种复杂性延长了构建能够破解当前加密标准的容错量子计算机的时间线，但并未消除长期威胁。John Preskill在2018年引入了NISQ这一术语来定义这个时代，承认这些机器受到固有“噪声”的阻碍，在错误累积之前限制了计算长度。这一基于29位专家中17位意见的评估突显了过渡到后量子密码学的紧迫性。甚至有8位专家认为此类机器在该时间范围内出现的可能性超过95%。向后量子密码学的迁移是跨越无数系统的广泛实施。报告强调，这一过程将反映之前的加密转变，但后果可能不太明显。挑战在于在足够强大的量子计算机出现之前主动更换现有算法，保护数据免受通过“现在收集，以后解密”攻击进行的潜在解密。

Peter Shor算法与“现在收集，以后解密”攻击的风险