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羅徹斯特大學的研究人員近期揭露，超導量子電腦的數位讀取電路存在嚴重的安全漏洞，攻擊者可藉由一種稱為側信道攻擊（Side-channel Attacks）的手法，竊取關於量子運算的敏感資訊。側信道攻擊的原理，是攻擊者透過分析系統運作時產生的物理副作用（如功耗、電磁輻射）來竊取敏感資訊。這項發現將量子安全研究的重心，從傳統保護量子位元（Qubit，量子電腦儲存資訊的基本單位）本身，轉移到保障其周邊支援電子設備的完整性。

這份於 8 月 4 日刊登在學術期刊《Quantum Science and Technology》的報告指出，這項漏洞並非出現在量子位元本身，而是其用來解析量子狀態的數位讀取電路。研究團隊聚焦於約瑟夫森相位數位偵測器（Josephson phase digital detector, JDPD）系統，這是可擴展的單磁通量子（SFQ）量子位元讀取架構中的關鍵元件。JDPD 的功能是將微波訊號的相位轉換為數位電流，以實現快速且全低溫的相位辨識。

此次發現的側信道洩漏，源於 JDPD 系統中偏壓電流的波動。JDPD 的核心是磁通偏壓驅動器（Flux Bias Driver, FBD），它會動態調整偵測器的工作點。研究人員觀察到，JDPD 內與相位相關的切換事件會導致這些偏壓電流產生波動，即使這些擾動很微小，但仍可被適當的設備偵測到。

更令人擔憂的是，這些偏壓電流的波動可從連接至室溫電子設備的共享偏壓網路中洩漏出去。由於共享偏壓網路將低溫裝置（FBD 運作於 4.2 K，JDPD 運作於毫克爾文溫度）與室溫電子設備連接起來，形成了一個容易被外部觀察者存取的路徑。攻擊者無需侵入設備本身，僅需監測這些外洩的側信道訊號，就能將可測量的變化與偵測器的內部狀態關聯起來，進而推斷量子運算的內容。

研究團隊表示，這項漏洞「帶來顯著的安全與隱私風險」。隨著超導電子學被視為傳統互補式金屬氧化物半導體（CMOS）技術的潛在接班人，並在量子運算研究中扮演核心角色，可擴展的量子電腦對讀取與控制方法的需求日益增加。將類比元件替換為全低溫數位電路，雖然在速度和效率上有所提升，卻也引入了新的安全考量。

羅徹斯特大學的研究人員強調，確保量子電腦安全需要全面性的方法，不僅要解決量子位元本身的脆弱性，更要顧及整個支援基礎設施的安全性。隨著超導量子電腦規模的擴大，對共享偏壓基礎設施的依賴將會增加，進一步放大此類風險，因此必須仔細應對這項漏洞，以確保可擴展低溫量子-經典處理器的安全設計。