量子计算基准测试中的作弊行为
Peter Gutmann 和 Stephan Neuhaus 发表了一篇新论文（尽管标注日期为2025年3月，但我认为它是新作），论证了我们不应信任任何量子分解基准测试，因为所有人都在“做手脚”：
类似地，量子分解使用的是经过精心选择的数字，这些数字通过物理实验（进而通过VIC-20、算盘和狗）很容易被分解。一种标准技术是确保因子之间仅相差几位，然后可以通过与分解无关的简单搜索方法找到这些因子……请注意，这样的值在现实世界中永远不会遇到，因为RSA密钥生成过程通常要求 |p-q| > 100 位或更多[9]。正如一项分析所指出的：“研究人员没有等待硬件进一步改进几个数量级，而是开始发明越来越好的技巧，通过利用数字的隐藏结构来分解数字”[10]。
量子分解中使用的第二种技术是在计算机上进行预处理，将待分解的值转换为完全不同的形式，甚至是另一个问题，然后通过物理实验来解决……
论文中还有更多内容，标题为“用8位家用计算机、算盘和狗复制量子分解记录”。他指出，量子计算机合法分解的最大数字是35。
我之前不知道这些细节，但并不感到惊讶。我早就说过，从现在到有用、可工作的量子计算机之间的工程问题很难。而“难”的意思是我们不知道是“将人送上月球表面”那种难，还是“将人送上太阳表面”那种难。两者都难，但非常不同。随着技术的不断发展，我们将一个接一个地遇到这些工程问题。虽然我不认为量子计算是“太阳表面”那种难，但我预计它们不会很快分解RSA模数。即使在那里，我也预计在使Shor算法在具有大数字的实际量子计算机上工作方面会遇到许多工程挑战。
标签：学术论文、作弊、量子计算
发布于：2025年7月31日上午7:00 • 22条评论
评论
wiredog • 2025年7月31日上午7:38
我为那只狗感到难过。我的第一台电脑是Vic-20。
Clive Robinson • 2025年7月31日上午9:05
@ Bruce, ALL，
关于“它们都难，但非常不同。随着技术的不断发展，我们将一个接一个地遇到这些工程问题。”
我们还知道，有些问题在人类理解/存在的框架内是无法解决的。两个这样的问题是：
- 使人类大小的物质达到或超过光速。
- 使人类大小的物质回到过去。
第一个问题的一部分我们可以接近，但这可能带来“错误的期望”。第二个问题，如果能够实现，其结果根据我们对自然法则和宇宙的理解，将远不止是宇宙的存在性问题。
因此，当我们看待“量子计算”时，我们必须问两件事：
- 我们是否已经足够了解这些障碍？
- 这些障碍是否实际上可以解决？
第一个问题的答案显然是“不”。这使得第二个问题的答案充其量是“开放性问题”。然而，随着梯度每天增加，答案要么是“不”，要么是“可能和不差不多”的概率也在增加。
我们看到的一件事是，随着Q比特数量的增加，使结果呈指数级难以获得的噪声也在增加。要克服这一点，我们认为至少需要指数级更多的Q比特。
因此，出现了两个进一步的问题：
- 在一个有界的宇宙中，可以有多少Q比特？
- 其中有多少极小部分可以以有意义的方式使用？
但在我们到达那里之前，还有一个更实际的问题。
虽然氦在宇宙中很丰富，但在地球上实际上非常稀缺。每次我们“倾倒氦”时，它都会进入高层大气，在那里被太阳辐射剥离并进入太空。
因此，“我们能否负担得起使通用量子计算可行的氦？”
wiredog • 2025年7月31日上午10:34
@clive
嗯，如果我们解决了受控氢聚变问题，我们就可以制造氦。不过，捕获衰变反应堆燃料释放的氦可能更容易。
Scribble • 2025年7月31日上午11:25
我想知道是否完成了适当的动物实验文书工作。
Anonymous Coward III • 2025年7月31日上午11:39
哇，谢谢这篇有趣的论文。时机很好，因为我正准备重新进入大学，重新考虑各种软件测试项目。
虽然我刚下载了论文，除了有趣的介绍外还没有阅读，但我不认为你可以立即如此轻视算盘的力量（我不太确定为什么你会用狗来做算术）。我的意思是，我每天使用的一些技术采用了数学家的算盘技巧，并更进一步，即使你面前没有实际的算盘，它们也允许你使用它们。
当然，我们应该对所谓的后量子加密系统保持谨慎，因为当前的正统观点认为分解在经典计算机上很难（即：不故意利用量子效应进行计算，比方说）——当前的正统观点不一定正确，它只是被接受的智慧，直到一个新的12岁孩子出现并证明经典计算机一直可以做到这一点。
尽管如此，谢谢超级有趣和有趣的阅读。这是我软件测试策略的新补充，也许，面向未来，一种写人们会阅读的科学论文的方式！
Clive Robinson • 2025年7月31日下午1:03
@ ALL，
论文制作过程中没有狗受到伤害。狗是作者的宠物狗，他训练它吠叫（见论文）。
顺便说一句，有实际证据表明狗可以判断一组物体的数量是否比另一组多， https://news.emory.edu/features/2019/12/esc-dogs-numerical/index.html
Winter • 2025年7月31日下午1:27
将人送上太阳表面
着陆部分并不难，除了我们必须决定什么算作表面以及人着陆时应该处于什么物质状态。如果想法是让人活着回来，那么我们仍然必须找出自然法则允许这样做的边界。
Gogognome • 2025年7月31日下午2:20
文章包含很多幽默，其中一些参考文献发表在4月1日。我对这个主题知之甚少，所以感觉整篇文章是一个愚人节玩笑。
尽管如此，论点似乎是有道理的，“拟议的量子分解评估标准”对我来说很有意义。
那么，这篇文章有多严肃？Bruce Schneier引用它的方式给我的印象是他认为这是一篇严肃的文章。
也许我应该把这篇文章看作是一位喜剧演员以有趣的方式解释一个严肃的主题？
lurker • 2025年7月31日下午6:14
@Gogognome
我专业上见过Peter Gutman，他对网络安全非常认真。他也不容忍傻瓜，但作为新西兰人，他有一种讽刺的幽默感。我感觉我以前读过那篇文章的很多内容……
另见 https://www.cs.auckland.ac.nz/~pgut001/pubs/heffalump_crypto.pdf
Peter Gutmann • 2025年7月31日下午7:14
实际上Scribble是我一个朋友的狗（我更像猫的人），他是一个可爱的家伙，看到你时会用他摇动的尾巴试图把你打死。不幸的是，我们昨天和他告别了，所以他将来无法再匹配任何量子分解记录:-(。
这篇论文绝对不是愚人节玩笑，只是很难就这样的主题写出一篇听起来严肃的论文。
还有一篇配套论文，或者实际上是演讲，关于这方面的非技术背景，“为什么量子密码分析是胡说八道：历史的教训”。那是这篇论文的动机，我的合著者Zurich University of Applied Sciences的Stefan Neuhaus建议将演讲中的吠叫狗评论变成一篇适当的论文。
现在我只需要找到一个会发表这样的东西的地方。声称的量子突破传统上在《自然》或类似刊物上宣布，但我怀疑他们可能对这篇论文的发表适宜性有一些非常具体的想法。
Peter Gutmann • 2025年7月31日下午7:16
啊，是Stephan不是Stefan，抱歉。
Clive Robinson • 2025年8月1日上午12:57
@ Peter Gutmann，
“不幸的是，我们昨天和他告别了，所以他将来无法再匹配任何量子分解记录:-(。”
听到这个消息我很难过。宠物成为家庭成员和家庭社交圈的一部分。
几年前我有一个朋友，他有一个大毛球，尾巴同样活跃。像许多人类一样，这个毛球不是以他的“官方名字”而闻名，而是以“炮弹”的绰号而闻名，因为他习惯从走廊楼梯上发射自己到前门呼叫者的胸部，并进行可信的情感攻击，舌头过度活跃。如果他是吠叫的脚踝咬者，而不是非常健康活跃的边境牧羊犬，这一切可能都没问题。他还喜欢被小孩子拥抱，和公园里的大孩子玩“足球”（英式足球）。
他的主人讽刺地指出，他们的社交圈的大小因炮弹而大大扩大。可悲的是，随着时间的推移，他们都不再与我们在一起，但美好的回忆跟随他们俩。
Anonymous Coward III • 2025年8月1日上午4:51
@Peter Gutmann
也许你可以做几个版本的论文，一个给数学/物理期刊，另一个给，比如说，软件测试期刊。可能这条消息中包含的期刊建议结果不合适，但可能有助于微小的量。
考虑： https://onlinelibrary.wiley.com/journal/10991689 关于软件测试。
考虑： https://www.lms.ac.uk/publications/nonlinearity 关于数学/物理。
快乐的论文重写，谢谢到目前为止的精彩论文。
Anonymous Coward III • 2025年8月1日上午5:10
@Peter Gutmann
或者：一篇数学论文，一篇物理论文和一篇软件测试论文。
物理论文故意针对或从信息理论方面呈现研究，因为，物理学家这些天声称那真的是物理学的领域（如果你是哲学家，你可以争论这一点）。
但它也相关，因为从1爆炸到至少3篇论文允许更多的覆盖，并可能增加找到答案以解决一些担忧的可能性（尽管那可能需要更多更换服装或日子过去，无论哪个先发生（这个声明不是针对剧院台上的演员，他们比大多数凡人更快地改变日子！））
iAPX • 2025年8月1日上午7:03
@Peter Gutmann
很酷的论文，我喜欢语气和幽默，同时它描述了一些我没有预料到的东西：量子分解的真实状态。
猫主人在这里，所以吠叫不可能，它们真的是随机喵喵生成器，除了饿的时候。这是控制反转，与狗相比。
但也有我的旧计算尺，所以我也应该运行量子霸权。
也许分解42，以推动科学的极限？！
非常感谢！
M Welinder • 2025年8月1日上午8:05
那篇论文中成功量子分解的标准有点太严格了。
当然，系统一致地产生一个因子就足够了。（第7节，第4项。）然后可以部署Vic-20来找到另一个。
Larry Seltzer • 2025年8月1日下午2:28
我也为那只狗感到难过，但至少猫不再承受所有的量子虐待了。
Peter Gutmann • 2025年8月2日上午2:15
我们写它真的为了好玩，试图将其按摩成多个不同的论文会把它变成工作，并可能最终成为相当枯燥的阅读。也不清楚结果是否可发表——它没有宣布任何（严肃的）新结果，所以可能最终必须作为给编辑的短信提交。
Celos • 2025年8月2日上午5:35
像这样的东西很难发表，真是可惜。因为它做的是退后一步，问问题“我们真的在取得所声称的进展吗？”然后提供证据表明实际情况并非如此。因此，它是一个负面的元结果，如果科学家更关心实际进展而不是看起来好（并保住工作），这些将非常重要。
IMO，太多的努力投入到表象和“壮观”的问题上，尤其是在CS研究中，而太少投入到如果我们曾经要获得可靠和安全计算与良好可用性需要答案的真实问题上。
Gogognome • 2025年8月2日上午7:28
谢谢@Peter Gutmann和其他人回答我的问题。
很遗憾听到Scribble已经去世。
Clive Robinson • 2025年8月2日上午9:48
@ Celos，
关于“因为它做的是退后一步，问问题‘我们真的在取得所声称的进展吗？’然后提供证据表明实际情况并非如此”
也许问题本身是一个问题。即，
“什么是进展？”
其中大部分不是证明某事是真还是假，而是收集新旧知识并用它来支持人类。
作为工程师，我知道我们生产性地使用许多我们实际上并不基本理解的东西，如“惯性”。
我们测量它们并提取可靠的特征，然后我们称之为“内在属性”或“自然倾向”，然后称我们为匹配测量图而推导的方程为“原理”。
因此，我们既有进展，因为我们可以应用原理有用，但也有无知，因为我们除了测量的观察之外一无所知。
因此，实用原理和理论无知手拉手前进到哪里？我们不知道，但这是进展。
但哪一个（如果有的话）实际上是进展？
但有一个问题我们直到它受到威胁才谈论，就像目前在美国那样。
直到维多利亚时代中期，进展主要是手工的，坦率地说很危险。关于如何解决危险的知识是通过破坏和死亡艰难获得的，作为“贸易/行会秘密”保密。不仅为了获得财富，而且为了获得对他人的权力。
大约在这个时候，独立富裕的人成为“绅士实验者和慈善家”，并加入了正在摆脱宗教束缚的自然哲学家的领域。术语Scientist[1]于1833年创造，随着慈善运动支付那些技术上有能力但不富裕的人，人类开始非常迅速地向前发展。
那时相当不受约束的“信息/知识”的前进进展带来了相当大的经济增长，从而带来了金钱和权力。两者实际上都重新投资于科学，从而不仅在知识上创造了快速发展，而且在社会上也创造了快速发展。不到两个世纪，通过工业看到了社会上的很多进展，而一些人认为的进展在基础知识上要慢得多。
两件事变得清楚：
- 知识/信息比利润和个人/组织权力更有价值。
- 知识/信息只有通过利润再投资才能产生。
这是一个只有傻瓜才会认为可以打破的循环……
因为没有科学进展，经济将崩溃，因此利润和权力也将同样受到影响。
当前AI炒作的一部分是用人类作为科学家替代，以便知识的积累可以自动化。但这只是不那样工作，因为信息 alone 不是知识。
不幸的是，不理解那一点只是证明了那些只寻求利润和权力的人实际上是多么愚蠢。
正如更多人意识到，人类的目的已经成为，
“对一切事物的好奇心 above all”。
从中获取信息并将其转化为知识以延续过程是“进展”的原因，即持续人类存在。
削减知识或科学的获取是对人类及许多其他事物的真正存在威胁。因为人类已经将这个世界推过了一个临界点。
[1] 术语“scientist”有些人声称实际上是作为性别歧视侮辱或偏见术语创造的。然而，科学这个词至少早半个世纪就存在，并基于拉丁语的知识词。
所以声称在“知识科学”或“信息科学”工作的人是以冗余的方式使用一个术语。
piglet42 • 2025年8月6日下午12:12
“他指出，量子计算机合法分解的最大数字是35。”
实际上不：“据我们所能确定，没有量子分解曾经分解过一个值，该值要么不是精心构造的戏法数字，要么大部分工作不是事先用计算机完成的，以便将问题转换为另一个可以然后通过物理实验轻松解决的问题”