10 月 16 日消息，中國研究人員再次在國際網絡安全領域取得了重大突破。上海大學王潮領導團隊利用加拿大公司 D-Wave 開發的 Advantage 量子計算機和量子退火算法，成功實現了首次 50 比特 RSA 整數分解。

研究強調，量子退火技術可以將密碼攻擊轉換為組合優化問題，從而使其更易于解決。目前，相關研究成果已經發表于《計算機學報》，并詳細闡述了如何利用 D-Wave 量子計算機破解 RSA 加密。

查詢公開資料獲悉，RSA 加密是一種非對稱加密算法，廣泛應用于電子商務、金融交易等領域。它的安全性基于大數分解問題的困難性，即在實際計算中，將一個大整數分解為兩個質數的乘積是非常困難的。

值得一提的是，D-Wave 是世界上第一家量子計算機商業供應商，也是唯一一家同時建造量子退火和基于門的量子計算機的公司，其 Advantage 量子計算機包含了超過 5000 個量子比特，正在開發中的 Advantage 2 擁有超過 7000 個量子比特。

傳統算法在面對復雜問題時，需要不斷嘗試各種路徑，反復“爬山下谷”以尋找最優解。然而，量子退火算法得益于量子隧穿效應，可以使“球體”直接穿越障礙，迅速達到最優解。

據研究人員介紹，他們已經通過 D-Wave Advantage 系統成功分解了一個 22 位的 RSA 整數，展現了量子計算在密碼學問題中的應用潛力。

通過兩類技術路線，研究人員驗證了 D-Wave 量子退火對 RSA 的現實攻擊能力。從目前 RSA 的實際攻擊效果來看，量子退火大幅度超過其它各類量子計算。

2022 年郭光燦院士指導的本源量子撰文認為，退火機能夠分解的數字比通用機大幾十個量級。與一些量子算法比，量子退火沒有其他像 QAOA 等算法會出現的貧瘠高原問題，有相當高的穩定性。量子退火尤其擅長解決組合優化問題和指數級解空間問題。很多密碼問題都可以轉化為組合優化問題或指數級解空間求解問題并使用量子退火求解，因此量子退火可以推廣到其他公鑰密碼以及對稱密碼的安全性評估。

研究人員指出：“這是首次有真正的量子計算機對當前多個全規模的 SPN 結構算法構成實質性威脅。”SPN（即代換-置換網絡）結構是許多主流加密算法的核心基礎。

此外，該研究還不僅僅局限于 RSA 攻擊。研究團隊還成功攻破了在高級加密標準（AES）中占重要地位的其他算法，如 Present、Rectangle 和 Gift-64 分組密碼。

研究人員表示：“我們的研究結果表明，D-Wave 量子技術能夠高效攻擊用于保護全球敏感信息的加密系統。”