谷歌投资中性原子技术公司

谷歌对 QuEra Computing 进行了投资，该公司正在研发一种截然不同且可能成为竞争对手的量子计算机技术。

谷歌已对一家开发极为不同且具潜在竞争关系的量子计算机技术的公司进行了私人投资。作为利用超导技术制造量子比特（qubits）进行量子计算机开发的重要参与者，谷歌向一家开发完全不同量子技术（中性原子技术）的公司投入了数百万美元。

2024 年 10 月中旬，也就是谷歌在 2019 年宣布实现 “量子霸权” 五年后，它投资了量子硬件公司 QuEra Computing。这是对一家 2018 年成立的私人公司的私人投资，不属于风险投资范畴，且未披露具体细节。

QuEra 临时首席执行官安迪・奥里（Andy Ory）表示：“谷歌量子人工智能的这笔投资，加上未来几周将宣布的另一项融资举措，使我们能够践行我们的愿景和公司战略，并使我们成为基于中性原子的量子计算解决方案公认的市场领导者。”
尽管缺乏细节，但我们可以有把握地推测，这至少是对一家开发与谷歌五年前实现量子霸权时所用不同量子技术的公司的千万美元级别的投资。从这个意义上说，QuEra 可被视为谷歌的竞争对手，这就引出了一个简单的问题：谷歌为何要投资竞争对手？

由于双方都未透露明确细节，我们只能进行推测。但这对网络安全来说是个重要问题。越早制造出具备足够计算能力来运行肖尔算法（或其任何微调衍生算法）的量子计算机，对当前所有公钥加密数据乃至互联网本身的完整性的威胁就越大。企业在不清楚还剩多少时间的情况下，已经在努力实施美国国家标准与技术研究院（NIST）的后量子密码学（PQC）算法。

当然，大规模实用量子计算机的竞赛远不止于运行肖尔算法，量子的力量将在新药研发、新材料开发、改进太阳能电池、更好地理解气候变化等自然过程等诸多方面带来巨大的社会效益。对当前安全的威胁只是一个令人不快的副产品，但这正是我们在此关注的问题。

谷歌与 QuEra 量子技术对比

1. 谷歌超导量子比特技术：

• 制造量子比特需将温度降至接近绝对零度。由于存在制造环节，所生产的量子比特可能存在微小差异。量子比特本身很脆弱，易受电磁干扰和退相干影响。量子计算能力随可用量子比特数量增加而提高，但为纠正因脆弱性或不稳定性引入的误差，还需要大量（且数量可变，取决于具体使用的技术）额外的量子比特。相干性概念很重要，它表示一个量子比特在退相干并坍缩为经典的双态比特之前能保持其量子状态的时间长度。
• 超导量子比特还需要复杂的布线和低温冷却，且位置基本固定。虽然目前已知的物理定律不会妨碍我们对量子行为的现有理解按预期发挥作用，但建造大规模可靠的超导量子计算机的工程难度极大，且随着所利用的量子比特数量增加而增大。

• QuEra 中性原子量子比特技术：

• 具有诸多理论优势。一个中性原子就是一个量子比特，彼此之间无差异。各个原子紧密排列在一起，通过聚焦的激光束（称为光镊）固定位置，然后通过激光或其他电磁信号进行 “操作”。

• 相比建造大规模超导设备，其可扩展性更强，占地面积更小。由于是中性原子，量子比特本身不易受电磁干扰。它们不需要特殊冷却，能紧密排列，从而减小设备占地面积。因由光镊固定位置，可相对轻松地创建和重新排列大型阵列，这对执行复杂量子算法很重要。此外，它们具有天然较长的相干时间，进一步降低了出错的可能性。不过这并不意味着中性原子量子计算机不需要纠错，只是出错原因可能不同，比如由光镊固定的三维原子阵列可能更易受外部振动影响。

谷歌投资意图推测
谷歌投资 QuEra 可能有多种原因：

1. 分散风险：从理论上讲，中性原子模式有可能在超导模式之前制造出大型量子计算机，谷歌可能只是在分散风险，以防万一。
2. 加强合作：谷歌自身资源雄厚，QuEra 与哈佛大学合作，双方在纠错方面都有深入研究。谷歌可能是为了在一些正在进行的量子问题（如纠错）上开展更广泛的合作而进行投资。
3. 全面布局：有可能是谷歌为了全面布局，以防出现中性原子量子在解决某些类型问题上更出色，而超导量子在其他方面更优的情况。

虽然我们不清楚谷歌为何投资可能是主要的中性原子公司 QuEra Computing，也无法更清晰地了解与密码分析相关的量子计算机何时可用，但这确实表明量子制造商一直在不断探索，力求尽早实现目标。

作为安全从业者，首席信息安全官（CISOs）必须密切关注这些发展动态，以免在公钥加密（PKE）变得无关紧要之前，在实施美国国家标准与技术研究院的后量子密码学算法方面措手不及。

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