加密愛好者擔(dān)心量子計(jì)算機(jī)的影響。一些數(shù)字資產(chǎn)可能成為量子計(jì)算機(jī)的受害者。未來，量子計(jì)算機(jī)可能會(huì)為大眾，甚至犯罪分子所用。
近日，由中國(guó)研究人員創(chuàng)造的九章量子計(jì)算機(jī)問世，該計(jì)算機(jī)比谷歌的原型機(jī)要快上100億倍之多。借此，此文將解釋量子計(jì)算機(jī)的重要性，以及它對(duì)加密領(lǐng)域的影響。
什么是量子計(jì)算機(jī)？
量子計(jì)算機(jī)是一種超級(jí)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)器，它處理信息的速度比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)要快100萬億倍左右。這種強(qiáng)大的能力在處理大量數(shù)據(jù)、建立電路模型以及未來其他更多的可能性上將派上用場(chǎng)。
然而，這項(xiàng)技術(shù)也有黑暗的一面。研究人員認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)可以徹底瓦解我們所知的計(jì)算機(jī)安全。在如此強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力下，任何代碼的分析時(shí)間都不會(huì)超過片刻。這就意味著，量子計(jì)算機(jī)可以在一秒鐘內(nèi)讀取TB級(jí)的數(shù)據(jù)，從而破解密碼。
例如，銀行交易及信息是在RSA算法的幫助下加密的。要破解RSA，普通計(jì)算機(jī)需要幾百年甚至幾千年的時(shí)間，然而量子計(jì)算機(jī)則可以在幾分鐘之內(nèi)破解RSA加密技術(shù)。
IBM Q歐洲大使Mark Mattingley-Scott在闡述量子計(jì)算機(jī)的研究進(jìn)展時(shí)說：“我們現(xiàn)在已經(jīng)到了擁有且能夠使用量子計(jì)算機(jī)的階段。我們能夠?qū)λ鼈冞M(jìn)行編程，而且正在尋找一種方法，使它更加工業(yè)化、且穩(wěn)定強(qiáng)大。我們正在學(xué)習(xí)如何為它們編寫算法，也在研究不同類型的量子計(jì)算。”
Mattingley-Scott確信，人類已經(jīng)為這樣的機(jī)器做好了準(zhǔn)備。他還認(rèn)為，我們也為后果做好了準(zhǔn)備。
量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)作原理
量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)不同，它不是以比特或字節(jié)（雙系統(tǒng)計(jì)算中的一個(gè)信息單位），而是以量子比特，即qubits來運(yùn)作的。這種技術(shù)使得計(jì)算機(jī)處理速度提高了數(shù)百倍。
此外，量子計(jì)算機(jī)的硬件也比前代產(chǎn)品更復(fù)雜。與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相比，它有更多的部件，而且必須不斷地進(jìn)行過冷處理。
市面上的量子計(jì)算機(jī)
量子計(jì)算機(jī)的原型出現(xiàn)在20世紀(jì)末。2019年秋天，谷歌提出了他們的最新發(fā)展，并展示了量子計(jì)算的巨大可能性。
NASA的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)表明，這臺(tái)機(jī)器需要3分20秒才能完成的計(jì)算，對(duì)于當(dāng)時(shí)最強(qiáng)大的傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)而言，則需要1萬年。
出于未知的原因，NASA刪除了他們的報(bào)告，但《金融時(shí)報(bào)》的記者卻保留一份副本。
2020年12月初，一種新的、更強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)“九章”問世了。它是由一群中國(guó)科學(xué)家在著名物理學(xué)家潘建偉的領(lǐng)導(dǎo)下創(chuàng)造的。
根據(jù)《科學(xué)》雜志上其實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該量子計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)力比谷歌的計(jì)算機(jī)高出百億倍，而比傳統(tǒng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)則高出100萬億倍之多。
但研究人員并沒有透露這種級(jí)別的量子計(jì)算機(jī)的價(jià)格。
量子計(jì)算機(jī)在政府服務(wù)中的應(yīng)用
新型量子計(jì)算機(jī)的研究人員認(rèn)為，這臺(tái)機(jī)器的誕生已接近于“量子至上”。一臺(tái)能夠快速解決非常困難的工作的卓越計(jì)算機(jī)，可以讓國(guó)家在從化學(xué)、人工智能（AI）到大數(shù)據(jù)分析等多個(gè)領(lǐng)域獲得優(yōu)勢(shì)。
“量子至上”意味著計(jì)算機(jī)可以在合理的時(shí)間內(nèi)完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)基本不可能完成的計(jì)算。
研究人員解釋說，10萬年前，智人能在進(jìn)化斗爭(zhēng)中成為戰(zhàn)勝尼安德特人的勝利者的原因就在于，他們有溝通和分享信息的能力。
到了21世紀(jì)，人們繼續(xù)發(fā)展通信，而且已經(jīng)在量子層面上進(jìn)行。潘建偉確信，這一領(lǐng)域的成就將成為人類未來進(jìn)化的基礎(chǔ)。
量子計(jì)算機(jī)如何成為礦工的敵人
掌握一臺(tái)優(yōu)越的計(jì)算機(jī)，可以讓一個(gè)人或一個(gè)團(tuán)體在網(wǎng)絡(luò)中獲得優(yōu)勢(shì)，甚至控制網(wǎng)絡(luò)，從而使加密挖礦行業(yè)受到威脅。
眾所周知，挖礦需要大功率的設(shè)備。加密資產(chǎn)的礦工利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力來解決數(shù)學(xué)問題。其中，一些人運(yùn)行的是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，而另一些人則購(gòu)買了加密挖礦專用的ASIC設(shè)備。
誰先解決了數(shù)學(xué)問題，誰就能獲得區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)，也就是說電腦越強(qiáng)大，它解決問題并獲得以比特幣（BTC）支付的獎(jiǎng)勵(lì)的幾率就越大。有時(shí)礦工們會(huì)聯(lián)合起來，一起解決問題。但唯一的缺點(diǎn)是，利潤(rùn)需要在礦池成員之間分配。
礦工是分散在全球各地的，而這也是加密領(lǐng)域去中心化的實(shí)現(xiàn)方式。
2020年12月10日礦工前四天的區(qū)塊獎(jiǎng)勵(lì)分配情況。來源：blockchain.com
上面的餅狀圖清楚地表明了，比特幣礦工的活動(dòng)主要分布在個(gè)人和大池子之間。大家都在競(jìng)爭(zhēng)獲取獎(jiǎng)勵(lì)的權(quán)利，而這也是為什么沒有一個(gè)“領(lǐng)跑者”的原因。
礦工在比特幣網(wǎng)絡(luò)上所使用的算力總量稱為哈希率。由于競(jìng)爭(zhēng)帶來的對(duì)抗，且大家使用的設(shè)備基本相同，所以該領(lǐng)域基本是公平的。
然而，量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力完全不同。它們可以破壞上述平衡。一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)可以輕松占到比特幣51%的哈希率，也可以發(fā)起所謂的51%攻擊。也就是說，量子計(jì)算機(jī)的所有者能夠完全控制加密貨幣市場(chǎng)。
這樣的攻擊行為將破壞網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，并將阻止交易確認(rèn)。更重要的是，51%攻擊還會(huì)帶來“雙花”威脅，并逆轉(zhuǎn)已經(jīng)確認(rèn)的交易。
要想利用普通計(jì)算機(jī)和ASIC實(shí)現(xiàn)這樣的攻擊，則需要大量的資源，包括貨幣和電力。然而，連接到加密貨幣網(wǎng)絡(luò)的量子計(jì)算機(jī)則可以快速、低價(jià)地完成這種攻擊。
為什么量子計(jì)算機(jī)對(duì)加密貨幣是種威脅？
搶占比特幣的大部分哈希率，或者其他加密貨幣的哈希率，可能意味著一個(gè)加密項(xiàng)目的毀滅。因?yàn)橹挥袚碛邢喈?dāng)計(jì)算能力的用戶或用戶群才能抵御這樣的攻擊。
然而實(shí)際上，這種計(jì)劃不太可能成為現(xiàn)實(shí)。其中的問題是，購(gòu)買一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)并成為加密犯罪分子基本是不可行的。同時(shí)，用量子設(shè)備攻擊比特幣網(wǎng)絡(luò)也可能是致命的。
據(jù)Deloitte的分析師表示，量子計(jì)算機(jī)可以通過利用龐大的計(jì)算能力來獲取密碼或代碼從而竊取加密貨幣。更準(zhǔn)確地說，調(diào)查人員得出的結(jié)論是，這種威脅程度將取決于幣的類型。他們認(rèn)為，至少有25%的比特幣存在著這樣的高風(fēng)險(xiǎn)。比特幣量子化漏洞。
英國(guó)密碼學(xué)公司Post Quantum的CEO Anderson Cheng在接受Decrypt采訪時(shí)指出，加密社區(qū)應(yīng)該嘗試開發(fā)工具來抵御量子盜竊。否則，在他看來，這些機(jī)器的破壞力可能會(huì)終結(jié)比特幣。
一個(gè)令人振奮的事實(shí)是，目前，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)正在開發(fā)后量子密碼學(xué)算法。在這個(gè)小組的幫助下，理論上，一種加密貨幣將可以分叉成一個(gè)抗量子的區(qū)塊鏈分支。而這個(gè)新的“分支”可以在抗量子算法的基礎(chǔ)上繼續(xù)運(yùn)作。
NIST的成果可能最快會(huì)在2022年出現(xiàn)在市場(chǎng)上。但在此之前，加密社區(qū)將陷入對(duì)未來的“量子不確定性”中。
不管這種風(fēng)險(xiǎn)會(huì)有多大，在某些時(shí)候，社區(qū)也可能會(huì)達(dá)成共識(shí)，認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)只是給比特幣帶來了太多的風(fēng)險(xiǎn)。
加密社區(qū)還怕什么？
最近，一位受歡迎的加密分析師，也就是Plan B的《S2F—Forecasting Models》的作者，在他的讀者中做了一個(gè)調(diào)查。主要問題是比特幣可能面臨的風(fēng)險(xiǎn)。
據(jù)其調(diào)查，量子計(jì)算機(jī)，無論其破壞力如何，都只是第二大擔(dān)憂。根據(jù)加密社區(qū)的說法，比特幣最可怕的威脅是來自當(dāng)權(quán)者的監(jiān)管壓力。此外，比特幣面臨的其余危險(xiǎn)包括：
集中挖礦。比特幣70%以上的哈希值都來自中國(guó),如果政府控制了當(dāng)?shù)氐牡V工，那么比特幣網(wǎng)絡(luò)就可能會(huì)受到威脅。
黑客、漏洞和網(wǎng)絡(luò)犯罪。
金融衍生品。
分叉——即BTC的新改進(jìn)版本。
目前，針對(duì)量子計(jì)算機(jī)對(duì)加密領(lǐng)域的影響，加密社區(qū)主要可以分為兩大陣營(yíng)：一派認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)字資產(chǎn)構(gòu)成了生存威脅，而另一派則認(rèn)為沒有任何危險(xiǎn)。
盡管當(dāng)前，量子計(jì)算機(jī)只在大型研究集團(tuán)和政府的要求下運(yùn)行，但不排除未來可能會(huì)為大眾，甚至犯罪分子所用。
