量子計算能否對比特幣構成威脅_比特幣:幻境時空元宇宙體驗館

關于量子計算，市面上已經有很多騙局和都市傳說。我們的想象力非常強大，足以讓我們相信尼斯湖水怪會將人拖入水下，人工智能崛起且開始表現出人類的特質，現在又出現了一種神秘的量子算法，可以將比特幣從地球上抹去。

那么，量子計算到底是什么?它真的會對比特幣構成威脅嗎?它會不會最終剝奪數字黃金的價值?

什么是量子計算?

量子計算是利用疊加和糾纏等量子現象解決數學難題的新興科學分支。2019年，谷歌聲稱它造出了一臺“量子霸權”計算機，只需要花200秒，就可以解決目前最快的超級計算機要花一萬年左右才可以解決的任務”。來自合肥科技大學的中國科學家研發出了一臺機器，據說只需200秒就能解決玻色子采樣問題，即便是速度非常快的超級計算機TaihuLight，解決這個問題也需要大約25億年。

元宇宙、虛擬網紅、量子計算入圍《經濟學人》2022年22大新興技術:金色財經報道，英國《經濟學人》網站發表題為《下一個是什么？2022年值得關注的22項新興技術》的文章，元宇宙、虛擬網紅和量子計算入圍。《經濟學人》指出，2022年，元宇宙被用來指代電子游戲、社交網絡與娛樂的融合，目的是創造新的沉浸式體驗，《我的世界》《堡壘之夜》等游戲都可以視為通往新興媒介的跳板。在量子計算方面，《經濟學人》稱中國團隊已經制造了一臺擁有66個量子比特的計算機；在虛擬網紅方面，《經濟學人》預計2022年將有150億美元用于網紅營銷，虛擬網紅也會迅速增多。[2021/12/5 12:52:12]

那么，這些疊加和糾纏的概念是什么?它們最終會對比特幣網絡安全造成什么影響呢?

聲音 | 任正非：區塊鏈在量子計算面前一錢不值:據網易科技消息，任正非今日表示，關于信息安全問題永遠是大問題，就和矛和盾的關系一樣，有盾一定有矛。但是量子計算機出現之后很多計算問題就可以解決了。“很多人將區塊鏈說的多么偉大，但在量子計算面前就一錢不值了。”對于信息安全問題，任正非認為可以求助于法律。[2019/11/6]

疊加

疊加是指量子系統能夠同時處于多種狀態。”這里“和“那里”，”上“和“下”，”1“和“0”，還有–是的，這和比特幣挖礦有關系。

在比特幣挖礦中，計算機必須解決一個數學問題，即尋找盡可能小的32位隨機數，直到找到滿意的解決方案。

Penta首席科學家Steve Melnikoff：對抗量子計算區塊鏈并非無計可施:近日，Penta首席科學家、知名物理學家、數學家和計算機科學家Steve Melnikoff博士發表了關于量子計算的最新文章，以科普的角度闡釋了量子計算將給區塊鏈技術和密碼學構成的威脅，認為“‘量子比特’或者‘量子位’取代位將會顛覆整個區塊鏈行業的玩法，所有的加密體系都面臨淘汰。”但他也認為，區塊鏈在量子計算面前并非毫無招架之力，比特幣和其他加密貨幣也會采取相應措施，比如提高芯片性能。不過Steve Melnikoff提醒威脅仍然存在，PoW共識采用的橢圓曲線哈希電子簽名算法最快在2027年就可用單臺量子計算機破解，因此區塊鏈公司必須提前布局，在一定程度上對平臺和基礎設施進行靈活設計，確保其系統能夠盡可能方便地從傳統架構轉移到后量子架構。[2018/5/15]

使用普通的、無論算力多么強大的挖礦裝備來尋找這個隨機數，都需要大量的能量。但是量子計算機，理論上可以在幾秒鐘內解決這樣的問題，而不需要花費太多的能量。

這是因為，與普通比特只能是1或0不同，量子比特可以同時是1和0，極大地加快了發現新區塊的過程。

糾纏

所以，疊加似乎可以讓比特幣的計算變得不值一提。然而，這只是問題的一部分：還有另一種量子現象——糾纏，即網絡中的所有參與者有可能同時就一個測量結果達成一致，這聽起來很像共識——比特幣工作證明的一部分。

通俗地說，量子糾纏是一種在量子尺度上觀察到的現象，糾纏的粒子保持著聯系(某種意義上)，這樣無論兩個粒子之間的距離有多遠，對其中一個粒子進行的操作都會影響另一個粒子。

也就是說，糾纏與疊加結合在一起，看起來似乎會在不久的將來讓比特幣的基本部分走向消亡，僅僅因為量子計算機在理論上能夠超快地執行所有的操作——但它們，真的可以嗎?或者說，現在可以嗎?

量子計算和比特幣

根據Tessler和Byrnes發表的科學研究，”如果能夠找到一種高效反轉SHA-256的量子算法，那么我們確實可以輕松挖出比特幣。然而，目前人們認為，無論是經典算法還是量子算法，都沒有能夠反轉SHA-256的高效算法。因此，唯一的方法就是蠻力搜索，也就是是嘗試不同的輸入，直到找到一個滿意的解決方案。”

在同一篇論文中，Tessler和Byrnes提出，在挖礦、安全和分叉這三個主要方向上，量子計算對比特幣的短期影響似乎相當小。原因很簡單。量子計算機要想對比特幣產生不利影響，需要比現在的量子算法有更多的量子比特和突破。

終于來到了都市傳說提醒人們要警惕的量子計算種種優勢的時刻——好吧，即使在這種情況下，這樣的優勢也不是不可逾越的，以至于經典并行化無法擊敗它。

所以，牢記這一點，讓我們回到文章開頭關于量子計算對比特幣構成威脅的問題。它能否最終剝奪數字黃金的價值?確實有可能，但量子計算給比特幣帶來多大的風險，也就意味著它能在多大程度上保護比特幣抵御這些風險。

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