每次您使用信用卡線上購物、在手機上安裝更新或向同事發送機密文件時，網路安全協定都會協助保護您的資料安全。這些加密系統每天保護數十億筆交易和通信，使用的演算法對於傳統電腦來說太難破解了。即使擁有最強大超級電腦的駭客也需要數百萬年才能找到正確的密碼。

但藉助一種名為量子電腦的新設備，他們可以在幾個小時內破解密碼。雖然這些機器有可能幫助科學家發現重磅藥物或設計高效電池，但它們也可能讓犯罪集團或國家支持的駭客破壞數位安全的基礎。

雖然量子電腦目前不會構成直接威脅，但這種威脅是真實存在的，而且還在不斷加劇。明智的做法是現在做好準備，以免日後驚慌失措。

量子電腦是一種利用量子物理學原理來解決當今電腦難以解決甚至不可能解決的問題的新技術。與傳統計算機一樣，它們使用比特來存儲信息，比特通常用 0 和 1 表示。

在普通電腦中，這些位元是透過開或關的電訊號產生的。然而，量子電腦使用的是被稱為量子位元的微小粒子。由於量子力學中存在一種稱為疊加的特性，量子位元可以同時處於 0 和 1 的混合狀態。這使得量子電腦能夠同時探索多種可能的解決方案，而不是一次只能探索一種。

量子運算之所以強大，是因為它的運作方式與傳統電腦完全不同。量子位元可以同時表示多種可能性，這意味著量子電腦可以同時處理大量的潛在解決方案。

這導致運算能力呈指數級增長：每增加一個量子位元，電腦可以處理的狀態數就會翻倍。例如，兩個量子位元可以表示四種組合，三個量子位元可以表示八種組合，而 50 個量子位元可以表示超過一千萬億種組合。這使得量子電腦在模擬分子、破解加密或解決複雜最佳化問題等任務方面特別有前景。

量子運算的危險在於它可能會破解保護我們數位世界的加密系統——包括網路銀行、電子郵件和安全網站。敏感資訊將被洩露，金融系統將受到損害，整個產業的數位化基礎架構將遭到破壞。

加密的工作原理是將敏感資訊轉換成任何沒有金鑰（一種用於對資料進行加密和解密的程式碼）的人都無法讀取的格式。當今許多加密演算法都依賴單向函數，單向函數的計算比反向計算要簡單得多。例如，計算機可以在不到一秒的時間內計算兩個 40 位質數的乘積，但要從結果中確定因數，則需要天文數字般的暴力猜測。這種困難構成了數位安全的基礎：一旦這些演算法對電腦用來表示資訊的數字字串進行加密，沒有金鑰就幾乎不可能逆轉這種操作。

然而，透過同時測試大量可能的解決方案，量子電腦可以突破這一數學障礙，尤其是在演算法的幫助下，該演算法使過程更加高效（但對於經典電腦來說仍然太耗時）。雖然一台超級電腦可能需要數百萬年才能破解現代密碼系統，但一台擁有 2000 萬個量子位元的量子電腦可以在八小時內完成這項工作。

1994 年 Peter Shor 開發的 Shor 演算法，使量子電腦能夠以比經典電腦快指數級的速度分解大數，這將打破 RSA 等加密系統的數學基礎，而 RSA 被廣泛用於數位安全。

專家表示，量子運算至少在未來 10 到 20 年內不會對密碼學構成威脅。這些計算機製造和運作都很困難。目前的模型最多包含 1000 個量子比特，還沒有明確的途徑擴展到足以破解當今加密系統所需的數量。

然而，任何新興技術都可能隨時迎來突破。各國政府和大型企業都在支持建造大規模量子電腦的努力，而量子電腦技術也不斷進步。

量子運算目前還不構成威脅，但惡意行為者可能會利用傳統方法竊取數據，以期在強大的量子電腦出現之前做好準備。在一種稱為「先收割後解密」（HNDL）的策略中，攻擊者可能已經在竊取加密訊息，以便在大規模量子電腦廣泛應用時進行解碼。