随着大数据时代的到来，互联网信息的加密备受关注。目前，互联网的大部分信息加密是通过RSA算法进行的。只要RSA密钥足够长，就无法实际解密用RSA加密的信息。

随着量子计算理论的发展，研究人员发现了有能力将“质因数分解”的时间复杂度降低到多项式水平，从而解决大分子分解问题的理论。这就是Shor算法。这意味着RSA密钥的安全性面临挑战。

最近，本源量子研究小组利用自主开发的量子软件开发软件包pyQPanda完全实现了Shor算法，实现了中国量子计算在这一领域的“零突破”！

目前，宣布实现Shor算法的机构大多使用简化的量子电路图，无法实现普适的任意质因数分解。本源通过pyQPanda完全实现了作为Shor算法基础的明确描述，具体实现过程由本源量子教育平台(https://learn-quantum.com/edu/index.html )新发布，内容为：《从零学量子计算破解RSA密码》

Shor算法

Shor算法以数学家Peter Shor命名，是1994年发现的针对整数分解这一主题的量子算法。要解决问题，给整数n，找出他的质因数。

Shor算法实施过程

Shor算法首先将质因数分解问题转换为子问题(下图的量子计算部分)。如果分解数为n，则按照以下步骤得到n的2个质因数。

使用量子算法帮助寻找周期

Shor算法最重要的部分是计算指数函数的周期。这个步骤需要使用量子计算机来完成。其核心电路设计如下图所示。

这条线路首先经过QFT傅立叶变换，然后经过模式指电路，再次进行傅立叶逆变换，从而提取该模式指函数的周期。

其中，QFT线路可以通过一系列受控的r门实现。

模指电路模块可以分解为定数模乘，定数模乘可以用定数模加算表示，定数模加算可以由量化加法器构成。

其电路模型图在Shor算法的整个线路中表示如下。

用pyqpanda软件开发包实现Shor算法

本源量子提供的pyqpanda软件开发软件包可以实现上述线路设计。下面的代码正在构建QFT线路。

傅立叶逆变换电路可以使用qft(qlist ).dagger ) )来构筑。常数的线路结构如下

常数模式是使用常数模式乘法的主要组件，常数模式乘法的结构线路如下所示。

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常数模乘用到的主要组件为常数模加，常数模加的构造线路如下：

鉴于篇幅有限，我们这里没有列举出所有的子模块，本源量子教育平台新推出的《从零学量子计算破解RSA密码》教程里会对各个模块进行详细地讲解。

案例演示

比如对于分解N=15这个数，我们选择基底为base=7，可以构建如下的主程序来获取15的周期。

在pyQPanda框架下，程序首先对本源量子虚拟机进行初始化（init_quantum_machine），按需申请量子比特（qAlloc）。之后，创建一个量子程序（QProg）并对其依次插入算法所指定的操作（X，H，constModExp和qft），最后运行（directly_run）即可得到算法的结果。

我们对结果进行绘图，可以看到它的周期为4。