作者
Zhanna L. Malekos Smith
美国全球参与倡议（USGE）前访问学者
在我们进入计算新时代之际，量子计算机会带来哪些国际稳定和伦理影响？
7 月 25 日，联合国网络问题不限成员名额工作组（OEWG）在纽约市召开利益攸关方会议，讨论对负责任的国家在网络空间行为的期望以及围绕信息和通信技术（ICTs）安全的挑战。在不限成员名额工作组会议上，联合国裁军研究所（UNIDIR）还就量子计算机的网络安全风险作了介绍。
Carnegie Council 客座研究员 Zhanna Malekos Smith 也是联合国裁军研究所的非驻地研究员，她应邀向代表们介绍了这一新兴技术及其对密码学--确保敏感数据安全的艺术和科学--的影响。以下是她的演讲摘要。
IBM、微软和谷歌等商业实体以及国家正在稳步开发量子计算机。联合国也开始关注这项技术的地缘政治风险。联合国秘书长2020 年关于当前科技发展的年度报告强调了量子技术对国际安全和裁军努力的潜在风险。报告指出"尽管量子计算领域的应用工程仍处于早期阶段，但对其军事应用的研究目前正在信息和通信技术以及情报、监视和侦察等领域进行。简而言之，由于量子计算机强大的计算能力，涉及敏感政府事务的加密信息可能面临被威胁方解密的风险。
那么，会员国应考虑采取哪些集体行动来应对量子技术可能给关键基础设施带来的潜在风险呢？
首先，让我们来定义量子计算机
量子计算机是一种基于量子系统的高度先进的计算设备。这些设备可以比数字计算机更高效地执行某些任务，如在数据库中运行非结构化搜索和对大数进行因式分解。
这些计算机使用的信息存储单元称为量子比特或量子比特，与经典比特不同。量子比特的数量非常重要，因为每增加一个量子比特，处理器的潜在计算能力就会成倍增加。迄今为止，美国拥有世界上最大的量子计算系统，即IBM 的 433 量子比特 Osprey超导处理器。IBM 希望通过 "量子秃鹰"（Quantum Condor）实现量子超级计算，这是一种超大型计算机芯片，到 2023 年底有可能处理超过 1000 量子比特。量子至上 "是物理学家约翰-普雷斯基尔（John Preskill）创造的一个术语，指的是量子计算机的计算速度和计算能力超过数字计算机的技术里程碑。
许多国家将量子优势视为保持国防和经济产业竞争优势的必要条件。例如，印度国家安全委员会秘书处于 2021 年在军事电信工程学院建立了量子实验室，以随时了解量子网络安全对军事系统的威胁，如后量子密码学。
立即收获，稍后解密 网络攻击
现在收获，稍后解密（HNDL）攻击，又称 "现在存储，稍后解密"攻击，是指恶意行为者今天渗出并存储加密数据，然后在未来使用后量子加密（PQC）算法进行解密。PQC 指的是先进量子计算机达到 "足够规模和复杂程度 "时的技术里程碑，这意味着它们可以破解RSA 或 Diffie-Helman 密钥交换和数字签名等现代非对称加密协议。这令人震惊，因为这些安全协议确保了我们日常基于互联网的通信和金融交易的安全。
麦肯锡公司称"由于量子计算机可以同时进行多项计算，因此它们有可能破解任何经典加密系统。"麦肯锡公司估计，在未来 10 到 20 年内，环境可能会发生变化，届时高度先进的 "与密码分析相关 "的计算机可能会挑战现状。不过，一些学者对国家开发这种与密码分析相关的量子计算机的可能性持怀疑态度。不过，根据拜登政府 2022 年关于量子计算机的国家安全备忘录，人类终将实现这一技术里程碑。该备忘录警告说，当这项技术可用时，"可能会危及民用和军用通信，破坏关键基础设施的监督和控制系统，并破坏大多数基于互联网的金融交易的安全协议"。虽然目前还没有量子计算机配备足够的量子比特来执行肖尔的计算机算法求解质因数，但在考虑这一新兴的网络安全风险时，人们不应因此而陷入错误的自满状态。
"许多国家将量子优势视为保持国防和经济产业竞争优势的必要条件"。
伦理与促进全球网络复原力
准备工作是成功的关键因素。联合国裁军研究所此次演讲的目的是为各国提供一个机会，了解量子技术对网络安全的潜在影响，并就会员国如何合作保护关键基础设施开展利益攸关方对话。当各国在多边论坛上共同承认全球网络安全风险并制定过渡战略时，理论上所有各方都会受益。如何受益？因为制定全球网络能力建设战略有助于重申对负责任的国家在网络空间行为的道德期望。正如美国总统副助理兼负责网络和新兴技术的副国家安全顾问安妮-诺伊伯格（Anne Neuberger）所解释的那样："推出能够抵御潜在量子计算机的新加密技术的过程不是一年的努力，而是一个漫长的过程"。
从伦理和风险管理的角度来看，如今将信息和通信技术过渡到 PQC 标准对于保护社会免受量子计算威胁至关重要。从伦理角度看，这是当务之急：为什么不现在就打好基础，为最坏的情况做好准备，而不是在实际危机发生时？
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