你知道吗,论文中包含了(假设),这些假设非常理想化,很多都是为了让这个攻击成功而设的,实际上攻击的成败很大程度上取决于这些假设。



首先,这些假设是什么:

它们是研究者为了达到预期结果而提出的(辅助)场景假设,
这些假设可能只在小范围内进行了测试,或者尚未经过测试,但提供了一个(假想)的场景,描述如果这些假设以理想状态成功会发生什么。

论文本身将这些假设称为“良性硬件假设” (benign hardware assumptions)。

以下是谷歌量子AI论文中的主要假设:

物理错误率 (Physical Error Rate):
10^{-3} (大约每1000次操作出现一次错误)。

问题:这个错误率仅在小范围(几十或几百个量子比特,比如Willow芯片)上得到验证。扩展到数十万量子比特时,会出现相关错误(correlated errors)和“错误底线” (error floor),错误率不会像预期那样下降,这使得推断变得过于乐观。

量子比特架构:超导量子比特 (Superconducting qubits) (。

问题:这种架构对噪声、振动和宇宙辐射非常敏感。当量子比特数达到50万时,冷却、能量供应和量子比特间的串扰 (crosstalk) 变得非常困难,且尚未在实践中得到验证。

量子比特连接性 (Connectivity) ):平面架构,四连接度 (degree-four connectivity) (。

问题:这种有限的连接性增加了电路的开销,减慢了操作速度。更优的架构(如长距离或更高连接度)在现有设备中尚不存在,需采用尚未验证的技术。

纠错码:表面码的变体 (Variants of the surface code) )。

问题:已在较小距离(distance 5–7)上成功测试。对于需要的50万量子比特的大距离,解码 (decoding) 变得非常缓慢,出现的错误底线 (error floor) 会阻碍在几分钟内达到所需的攻击精度。

所需的物理量子比特数:少于50万 (physical qubit)。

问题:这个数字是基于对谷歌Willow芯片的推断(extrapolation),从105个量子比特推算到50万。
这种规模的扩展尚未经过测试,保持每个量子比特质量一致的工程难题(如保持量子比特性能一致)在未来几年内难以实现。

执行时间:可以在几分钟内完成攻击 (大约9到23分钟)。

问题:这依赖于极快的周期时间和即时的错误校正。实际上,随着系统规模的扩大,解码和错误校正时间会变长,可能将时间从几分钟延长到数小时甚至数天。

总之,谷歌的许多论文都在假设一些理想化的场景,提出了不切实际的乐观假设,描述了攻击在理想条件下的可能性。

早在2014年,也有一些论文用类似的假设讨论过这种攻击。

但到目前为止,还没有出现“期待中的量子计算机”将这些假设变为现实,从而真正实现这种攻击。
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GateUser-f8bf19d1vip
· 2小时前
猿在 🚀
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