毕马威：量子计算成未来3-5年重大挑战

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2024-03-25 18:55发布于四川

光子盒研究院

毕马威（KPMG）是一家全球性的专业服务网络，其历史可追溯到19世纪末。作为“四大”会计师事务所之一，毕马威在审计、税务和咨询服务领域享有盛誉。公司在全球范围内拥有多个办事处，服务遍及各个行业，包括金融、科技、消费品和医疗保健等。

随着全球化的推进和技术创新的飞速发展，毕马威不断扩展其服务的边界，尤其在数字化转型和新兴技术的探索上显得尤为积极。特别是在人工智能、大数据分析和量子计算等领域，毕马威正在与客户共同探讨这些技术如何为传统行业带来深刻的变革。同时，毕马威也深入研究这些前沿技术在审计和咨询行业内部应用的广阔前景。

在众多新兴技术中，量子计算以其潜在的巨大计算能力和变革性影响，已经成为毕马威关注的重点。

量子计算机将量子物理学的奇特行为融入计算领域，为传统编程方式引入了史无前例的新能力。它在改变药物研究、能源应用、制造业、网络安全和通信等方面展现出巨大潜力，同时还在增强人工智能应用、自动驾驶汽车导航和金融建模等领域中崭露头角，预示着一个崭新现实的来临。

毕马威在最新发布的观点文章中详细阐述了量子计算如何颠覆未来数字经济的安全架构，并推动多个先进技术领域的发展。文章指出：“量子计算革命正向我们迅速迈进，这是计算能力的一次范式转变，它以量子力学法则解决当今传统数字计算机难以应对的复杂问题。”

新兴的量子计算产业已经取得显著进展。随着越来越多的组织认识到量子计算的巨大潜力，全球市场预计将在本十年末达到500亿美元的规模。例如，亚马逊、IBM、谷歌和微软等大型科技公司正在快速发展其量子计算能力，并已推出了商业量子计算云服务。同时，如Quantinuum和PsiQuantum这样的新兴企业也获得了巨额投资。

在对250家大型企业进行的调查中，加拿大约60%、美国约78%的企业预计到2030年量子计算机将成为主流。大多数受访企业对量子计算有可能打破他们的数据加密表示极度担忧。在加拿大和美国，分别有60%和73%的企业认为，网络犯罪分子利用量子计算的力量解密并破坏现有网络安全协议只是时间问题。同时，62%的加拿大企业和81%的美国企业承认他们需要更好地评估自身的能力，以确保数据的持续安全。

量子计算为例的新兴科技在未来3-5年中，将带来网络风险

毕马威澳大利亚的研究显示，对私营部门的首席执行官和董事会成员而言，保护数据和应对网络风险将是2024年及未来3至5年的重大挑战。

而毕马威德国与德国联邦信息安全办公室合作进行的研究中，有95%的受访者认为量子计算对当前加密安全系统的影响“非常高或高”，同时有65%的受访者认为他们自身的数据安全风险“非常高或高”。但仅有25%的公司表示他们的风险管理战略正在积极应对这些挑战。

毕马威对量子计算的浓厚兴趣，源于这一领域巨大的发展潜力以及它对金融、咨询和审计服务可能带来的革命性变革。量子计算机以其超越传统计算界限的能力，为解决复杂问题提供了空前的解决途径。

在金融服务领域，量子计算的运用有望极大提高数据分析和风险评估的速度与精准度。作为一家全球性的财务审计、税务和咨询服务提供商，毕马威对此表现出极大的关注。量子技术将赋能于他们，使得在分析庞大数据集时更加迅速和精确，进而提供更高水平的客户服务。

同样，在咨询与审计服务领域，量子计算的强大能力为毕马威提供了新颖的工具和方法论。这种尖端技术有助于进行更为复杂的数据建模、预测分析，以及为客户在错综复杂的经济环境中提供更深入的见解。

此外，毕马威也认识到量子计算在解决一些长期棘手问题方面的巨大潜力，例如优化供应链管理和加强网络安全等领域。

滑铁卢大学量子计算研究所的米歇尔·莫斯卡博士指出：“量子计算预计将彻底改变数字经济的安全基础，整体上，量子技术将在众多高端技术领域引发颠覆，并带来前所未有的能力，从而改善全球人民的生活。”

随着量子技术的日渐成熟，毕马威期待利用这种新兴技术强化其服务能力，并为客户提供创新解决方案。毕马威指出，量子计算带来的新风险环境涉及多个关键领域：

- 网页浏览

- 远程访问

- 软件

- 数字签名

- 通信

- 加密货币

对于每个处理和存储数据的组织而言，考量所使用数据的生命周期价值及其被不良行为者误用所带来的潜在影响至关重要。

- 敏感组织数据：包括军事机关、国家情报部门、金融和政府机构所持有的高度机密信息。

- 关键基础设施提供商：这些组织的复杂系统对社区、城市、省份乃至整个国家的运行至关重要，涵盖医疗保健、交通、公共事业和电信等领域。举个例子，如果量子技术干扰了城市广泛的电网运行，可能导致严重的后果。

- 长寿命基础设施提供商：提供长期盈利系统的组织，如卫星通信、支付终端、物联网（IoT）传感器网络和交通系统。无论涉及客户信息、医疗记录还是政府机密数据，一旦这些信息被泄露，都可能造成严重的财务损失、声誉损害和法律责任。有些组织可能尚未意识到，黑客已经在秘密获取并储存他们加密的数据，准备在将来使用量子计算机进行解密。

- 个人数据处理者：法律要求那些处理长期保密数据的组织，如政府、医疗机构、金融公司和保险机构，必须保护这些信息，通常要求保护期为5年、10年、20年甚至更长。

莫斯卡定理（Mosca’s Theorem）提出了保护数据所需的时间范围。Michele Mosca博士强调，企业需要立即开始在后量子时代应用勤勉措施。该定理指出，数据必须保持安全的时间（X），加上升级加密系统所需的时间（Y），大于量子计算机有足够能力破解加密技术的时间（Z）

因此，对于企业来说，不仅要在长期风险规划中为应对量子威胁做好准备，而且现在就需要加强数据保护措施，以尽量减少量子技术可能带来的破坏性和高昂代价。

毕马威将量子计算视为一场现代工业革命，它预示着令人振奋的新时代的来临。

随着量子技术的崭露头角，企业开始逐渐认识到它所带来的颠覆性优势和潜在威胁。这一变革促成了新的立法和规章制度的形成。例如，美国在2022年通过了一项法案，要求政府机构采用后量子密码技术，并鼓励私营部门效仿。

页面链接：

https://www.congress.gov/bill/117th-congress/house-bill/7535

美国国家标准与技术研究院（NIST）于2023年12月发布了两份指导性草案，旨在为企业和机构重塑抵御潜在量子攻击的能力提供方向。这些文件明确了迁移到新的后量子密码学标准时可能遇到的问题及其解决方案。当前的众多倡议包括：

- 《2022年量子计算网络安全准备法案》，鼓励美国联邦组织为后量子网络安全（PQC）世界做好准备；

- 国家安全备忘录，着眼于提升美国在量子计算领域的领导力量，同时降低脆弱密码系统的风险；

- 白宫关于“向后量子密码学迁移”的备忘录；

- 新加坡金融管理局发布的关于应对量子相关网络安全风险的咨询指南；

- 金融部门的量子安全：世界经济论坛与金融行为监管局的合作项目。

全球正逐渐形成识别安全量子技术所需的风险和要求的共识。

虽然量子计算似乎属于科幻小说的领域，但实际上，它即将对当前的网络安全能力产生深远影响。毕马威认为，迫切需要创新来应对这一挑战。

NIST已发布NIST网络安全框架2.0（CSF 2.0）的草案，这是其2014年发布的网络安全框架（CSF）的一次重大更新，以帮助组织降低网络安全风险。预计该框架将在2024年初最终定稿并发布，反映了网络安全领域的最新变化，并为实施CSF提供进一步的指导。

与此同时，NIST选定了四种加密工具，以抵御未来量子计算机的攻击。这些工具将成为NIST后量子密码学标准的一部分，预计将在2024年全面完成并投入使用。

另外，为增强熵和随机化的量子随机数生成器（QRNGs）和安全通信方法量子密钥分发（QKD）的改进和标准也致力于利用量子技术的力量来保护数据。

然而，值得注意的是，目前的量子解决方案可能只是一种暂时的安全感——我们尚不确定目前被认为具有抵抗力的量子算法在未来量子计算机大型化和主流化后是否依然稳固。NIST选定的加密算法CRYSTALS-Kyber中发现的漏洞正是这种风险的体现。

毕马威对量子计算的浓厚兴趣，不仅源于技术上的好奇心，更基于这项新兴技术可能带来的商业利益和行业变革。尽管量子计算的前景广阔，但其实际应用还面临许多挑战。为此，毕马威正通过与科研机构和技术企业的紧密合作，共同克服这些困难。

作为量子计算技术的先行者，IBM通过其量子计算平台——IBM Quantum，在科研和商业探索领域发挥着重要作用。毕马威与IBM的合作重点在于利用IBM的量子计算能力，增强数据处理和分析的能力，尤其是在金融服务和风险管理领域。2023年7月，毕马威加入IBM Quantum Network，以进一步探索量子计算在应对复杂商业挑战中的应用。

同时，微软在量子计算领域，尤其是量子软件和云基础设施方面，也占有一席之地。2023年3月，毕马威与微软及Quantinuum合作，通过云平台简化量子算法的开发。自2023年10月起，毕马威还在与微软合作，利用Azure Quantum所提供的受量子启发的优化技术，探索和解决常见的商业问题，以提升其服务能力和效率。

毕马威正积极探索如何将这项前沿技术融入其业务体系中，并强调：“我们的首要任务是满足每位客户的业务需求，探索能够推动他们前进并释放新竞争优势的用例，而不仅仅局限于当前兴起并显示出前景的硬件解决方案。”

在帮助客户了解量子计算及其潜在商业利益的同时，毕马威的专业团队正与IBM、微软等领先企业紧密合作，共同探索量子领域，以及它如何助力应对当今最复杂的商业挑战。

量子计算的广泛应用前景还处于初步阶段，我们今天所见不过是未来潜能的“冰山一角”。

这趟通往计算“圣杯”的征程即将加速，预计将为企业和社会带来令人兴奋的新机遇，开启前所未有的商业服务新纪元。毕马威的这些努力和成就不仅展示了其作为行业领导者的前瞻性和创新精神，也预示着更智能、更高效的商业服务时代即将到来。

[1]https://kpmg.com/ca/en/home/media/press-releases/2023/05/quantum-computing-is-coming-but-few-are-ready-for-it.html

[2]https://assets.kpmg.com/content/dam/kpmg/au/pdf/2024/keeping-us-up-at-night-australian-business-leader-challenges-2024.pdf

[3]https://www.bsi.bund.de/SharedDocs/Downloads/EN/BSI/Crypto/Marktumfrage_EN_Kryptografie_Quantencomputing.pdf?__blob=publicationFile&v=3

[4]https://www.nextgov.com/cybersecurity/2023/12/nist-releases-2-draft-guides-prepare-post-quantum-migration/392934/

[5]https://www3.weforum.org/docs/WEF_Quantum_Security_for_the_Financial_Sector_2024.pdf

[6]https://quside.com/how-does-quantum-key-distribution-qkd-work/

[7]https://kpmg.com/xx/en/home/services/advisory/management-consulting/technology-consulting/quantum-technologies.html

[8]https://kpmg.com/xx/en/home/insights/2022/11/the-journey-to-computings-holy-grail-is-gaining-momentum.html

[9]https://www.consulting.ca/news/3599/kpmg-joins-ibm-quantum-network

[10]https://cloudblogs.microsoft.com/quantum/2021/12/02/microsoft-and-kpmg-collaborate-to-build-industry-optimization-solutions-using-azure-quantum/

[11]https://kpmg.com/xx/en/home/about/alliances/microsoft/kpmg-and-microsoft-azure-quantum.html

[12]https://www.quantinuum.com/news/kpmg-and-microsoft-join-quantinuum-in-simplifying-quantum-algorithm-development-via-the-cloud