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大数只能通过大量的计算工作来分解。由沃尔夫冈·莱希纳(Wolfgang Lechner)领导的奥地利因斯布鲁克大学的物理学家现在正在为一种新型量子计算机提供蓝图，以解决因式分解问题，这是现代密码学的基石。这项研究最近发表在《通信物理学》上。
今天的计算机基于执行所谓门的微处理器。例如，门可以是 AND 运算，即添加两位的操作。这些门，以及计算机，是不可逆的。也就是说，算法不能简单地向后运行。“如果你采用乘法2x2=4，你不能简单地反向运行这个运算，因为4可以是2x2，但同样是1x4或4x1，”因斯布鲁克大学理论物理学教授Wolfgang Lechner解释说。然而，如果这是可能的，那么将大数分解是可行的，即将它们划分为它们的因子。
来自因斯布鲁克大学物理理论研究所的Martin Lanthaler，Ben Niehoff和Wolfgang Lechner以及量子衍生公司ParityQC现在已经在量子计算机的帮助下开发了这种算法的反转。起点是经典逻辑电路，它将两个数字相乘。如果输入两个整数作为输入值，电路将返回它们的乘积。这种电路是由不可逆的操作构建的。“然而，电路的逻辑可以在量子系统的基态内编码，”Wolfgang Lechner团队的Martin Lanthaler解释说。“因此，乘法和因式分解都可以理解为基态问题，并使用量子优化方法解决。
叠加所有可能的结果
“我们工作的核心是乘法器电路的基本构建块的编码，特别是AND门，半加法器和全加法器，奇偶校验架构作为相互作用自旋集合的基态问题，”Martin Lanthaler说。
编码允许整个电路由可以布置在二维网格上的重复子系统构建。通过将几个子系统串在一起，可以实现更大的问题实例。与测试所有可能因素的经典蛮力方法不同，量子方法可以加快搜索过程：要找到基态，从而解决优化问题，没有必要搜索整个能量景观，但可以通过“隧道”到达更深的山谷。
目前的研究工作为新型量子计算机解决分解问题提供了蓝图，分解问题是现代密码学的基石。该蓝图基于因斯布鲁克大学开发的奇偶校验架构，可以在所有当前的量子计算平台上实现。
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