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特朗普量子计算行政令：全面布局联邦战略，推动大规模量子技术发展与网络安全防御
特朗普政府发布的量子计算行政令提出了一项全面的联邦战略，重点在于发展大规模量子技术，同时为政府系统应对未来量子能力可能带来的网络安全风险做好准备。白宫发布的两项行政令旨在强化美国在量子信息科学与技术领域的领导地位，同时加强对加密系统潜在量子攻击的防护。
这些措施将创新目标与安全准备相结合。其中一项行政令聚焦于构建先进的量子计算能力，加强研究与商业化工作，并拓展相关生态系统。另一项则制定了将联邦系统迁移至后量子密码学的步骤，以应对未来可能出现的威胁。
在各国政府、研究人员和科技公司持续评估量子计算机潜在影响的背景下，这些行动应运而生。尽管目前尚不具备能够破解现有加密技术的大规模容错量子系统，但政策制定者正在为未来的可能发展做准备。
特朗普量子计算行政令如何重塑美国量子生态系统？
特朗普的量子计算行政令将量子信息科学与技术置于涵盖研究、制造、商业化、部署和应用的长期战略核心。第14411号行政令指示政府在180天内更新《国家量子战略》。
更新后的战略预计将支持量子生态系统的增长，鼓励行业合作，并加强量子赋能技术的发展。该行政令设立了“用于应用开发与发现科学的大型量子计算机（QC-ADDS）”国家计划，旨在推动用于科学发现的大规模量子计算机的研发。
目标是为能源部下属设施提供至少一台此类量子计算机，并在可能的情况下向科学界开放使用。在90天内，能源部部长必须确定支持变革性科学应用所需的QC-ADDS系统技术规格。
在180天内，能源部将探索潜在的私营部门合作模式，评估交付可能产生的成本、范围和时间表。商务部也被指示制定一项计划，其中可能包括预先市场承诺，以鼓励商业量子计算公司做出贡献。
为什么政府优先发展量子计算？
政府认为量子信息科学与技术是对经济增长、科学研究和国家安全具有潜在重要性的领域。特朗普的量子计算行政令指示联邦机构支持一个可信的量子生态系统，涵盖研究能力、制造能力、商业化路径和实际应用。
该计划还侧重于加强国内量子供应链，减少制造障碍。各机构将努力改善量子相关资源的获取途径，并鼓励私营部门参与。建立国家量子计算能力评估中心也是该计划的一部分。
在180天内，能源部预计将与其他机构协商，建立评估量子系统性能的工具和能力。行政令进一步指示联邦机构改进信息共享，以便政府更好地了解商业量子计算系统的能力。
量子传感器和网络将发挥什么作用？
量子计算只是行政令所概述的 broader 技术战略的一部分。行政令指示战争部长在60天内确定至少三个下一代量子传感器项目，目标是在2028年9月30日前部署这些传感器。商务部、能源部、国家科学基金会和美国国家航空航天局各需制定推进量子传感与网络技术的五年计划。
这些计划涵盖商业准备、量子传感器制造、科学研究、分布式计算的量子网络以及可能的太空应用。特朗普的量子计算行政令还指示各机构优先开展量子传感与网络硬件及应用的研究、开发、测试和评估。
政府将如何防御未来量子网络威胁？
第二项行政令（第14409号）重点保护联邦系统免受未来量子相关网络风险的威胁。该行政令强调了一种担忧：对手可能现在收集加密信息，待未来先进量子计算机问世后再尝试解密。这种挑战通常被称为“先收集，后解密”风险。
为解决这一问题，政府正在加快向后量子密码学（PQC）过渡，PQC是指能够抵抗经典计算机和量子计算机攻击的加密方法。管理和预算办公室与国家网络总监负责协调国家PQC迁移战略。
商务部（通过国家标准与技术研究院NIST）、国家安全局和国土安全部将提供实施技术指导。联邦机构必须在30天内指定PQC迁移负责人，负责密码清单管理、迁移规划和协调工作。
特朗普的量子计算行政令要求，高价值资产和高影响系统必须在2030年12月31日前完成密钥建立的PQC迁移，数字签名的迁移必须在2031年12月31日前完成。商务部（通过NIST）还必须在选定系统上开展PQC迁移试点项目，最迟于2027年12月31日完成。
该计划还包括哪些额外的网络安全措施？
网络安全措施不仅限于联邦机构，还涵盖关键基础设施和承包商。行政令指示负责关键基础设施领域的机构与网络安全和基础设施安全局合作，帮助所有者和运营商制定PQC迁移计划。
网络安全和基础设施安全局与NIST还预计在270天内发布关于密码材料清单最低要素的公开指南，帮助组织识别和评估硬件与软件中使用的密码资产。特朗普的量子计算行政令还包括与采购相关的行动。
联邦采购监管委员会已被指示提出规则，要求相关承包商在2030年12月31日前遵守包含PQC算法的适用NIST标准。进一步的采购变更将涉及承包商漏洞披露计划，并要求关注密码漏洞，包括使用未经批准的算法。
为什么加密货币和区块链社区关注这些进展？
特朗普的量子计算行政令引起了加密货币开发者的关注，因为未来的量子计算机可能会对区块链网络使用的某些加密方法构成挑战。比特币和许多其他数字资产依赖椭圆曲线密码学来保护钱包和交易。研究人员一直在研究未来量子系统如何影响这些安全方法。一项涉及比特币和以太坊加密的研究讨论估计，破解椭圆曲线密码学可能只需要不到50万个物理量子比特，低于此前的估计。
然而，这一威胁目前仍是理论上的，因为当前的量子计算机尚不具备进行此类攻击所需的规模。加密货币领域持续探索长期防护措施。谷歌已设定2029年内部目标，将其基础设施向后量子密码学迁移，而区块链开发者则提出了旨在提高对未来量子威胁抵抗力的措施。
哪些挑战可能影响量子战略的实施？
特朗普的量子计算行政令描绘了技术发展与网络安全准备方面的宏伟蓝图，但实施将取决于技术进展、资金、协调和行业参与。该战略旨在提升美国竞争力，扩大量子劳动力规模，提高供应链韧性，并支持与国际伙伴的合作。
与此同时，大规模量子计算仍是一个发展中的领域。商业化速度、构建先进系统的成本以及将现有基础设施迁移至新密码标准的复杂性，仍然是重要因素。该计划的成功不仅取决于科学突破，还取决于政府机构和私人组织如何有效地实施所需变革。
结论
特朗普的量子计算行政令代表了推动量子研究、同时为未来可能的网络安全挑战做准备的综合努力。这两项行政令为量子计算机开发、量子传感项目、劳动力扩展、供应链改进以及后量子密码学采用设定了时间表。
这些措施凸显了量子技术在国家安全和数字基础设施中日益增长的重要性。虽然该技术为研究和创新提供了潜在益处，但过渡需要精心规划，因为政府和行业都在为不断变化的网络安全格局做准备。
术语表
量子计算：基于量子科学驱动的计算。
量子安全：针对量子时代网络风险的防御。
后量子密码学（PQC）：为量子时代设计的加密方法。
QC-ADDS：美国推动量子计算发展的项目。
国家量子战略：美国在量子领域的领导计划。
量子供应链：量子技术生产的基础支撑。
关于特朗普量子计算行政令的常见问题
特朗普量子计算行政令是什么？ 它们是两项支持美国量子技术和量子安全的行政命令。
特朗普量子计算行政令的主要目标是什么？ 目标是帮助开发先进的量子计算机，用于研究和创新。
量子计算如何影响加密货币？ 强大的量子计算机可能为某些区块链网络带来新的安全挑战。
联邦机构何时必须开始使用后量子加密？ 关键联邦系统必须在2030年和2031年的截止日期前迁移至后量子密码学。
这些行政令对未来意味着什么？ 它们表明美国正在为量子技术的机遇和风险做准备。
