電腦界諾貝爾獎揭曉：量子資訊之父榮獲 2025 圖靈獎

趙嫺 | 特約編輯 (臺灣大學化學系碩士生)

2025 年，被譽為「電腦界諾貝爾獎」的圖靈獎（ACM A.M. Turing Award），頒發給兩位量子資訊科學的先驅者—IBM 的 Charles H. Bennett 與蒙特婁大學的 Gilles Brassard，以表彰他們對量子密碼學與量子資訊理論的重大貢獻。

Charles H. Bennett（左，IBM 研究員）與 Gilles Brassard（右，蒙特婁大學教授）榮獲 2025 年 A.M. 圖靈獎。
圖片來源：
Bennett, Charles H. — IBM Research, via Wikimedia Commons
Brassard, Gilles — Photo by Lëa-Kim Châteauneuf, via Wikimedia Commons

在現代資訊社會中，多數加密技術（例如 RSA）利用「計算上極難解決的數學問題」來保障資訊安全。然而，隨著量子電腦的快速發展，這些原本難以破解的問題，未來可能在極短時間內被解開，對現有加密系統造成重大威脅。

Bennett 與 Brassard 所提出的量子密碼學，則提供了一條截然不同的道路，不再依賴計算難度，而是直接利用量子力學的基本原理來確保安全性。

在量子世界中，觀測會改變系統狀態，原本處於疊加態的粒子，在被測量時會「塌縮」為某一確定狀態。因此，若有第三方（Eve）試圖竊聽通訊雙方（Alice 與 Bob）傳輸的量子金鑰，必然會對量子態造成干擾，並留下可被偵測的痕跡。換言之，利用量子力學的原理，可以使得任何竊聽行為都無法隱匿，讓通訊安全可以從物理原理上得到保障。

這一切的起點，可以追溯到 1960 年代一個當時看似天馬行空的想法。Bennett 的好友 Stephen Wiesner 提出「不可偽造的量子鈔票」概念，雖然當時未受到學界重視，但 Bennett 察覺到其中的深遠意義，並在 1970 年的筆記中首次寫下「量子資訊理論」（Quantum Information Theory）的概念。

1984 年，Bennett 與 Brassard 正式發表著名的 BB84 協議，開創了量子密鑰分配（Quantum Key Distribution, QKD）的理論基礎。他們甚至在 IBM 的辦公室中，利用鏡子、偏振片與膠帶，打造出世界上第一套量子加密實驗裝置，為這個新領域奠定了實驗基礎。

如今，這項誕生於 40 年前的研究，已逐漸成為未來網路安全的重要基石。隨著 IBM 宣布預計於 2029 年推出首台大規模容錯量子電腦，量子運算時代正逐步逼近。而 Bennett 等人的貢獻，使人類在這場技術變革來臨之前，已提前握有守護資訊安全的關鍵工具。