比特幣:量子計算能否對比特幣構成威脅_TESS

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。

聲音 | 華為區塊鏈總監：2020年量子計算會促進區塊鏈加密學 提升區塊鏈安全性:據中國新聞網報道，26日在重慶舉行的2019中國(重慶)區塊鏈與大數據智能化研討會上，華為區塊鏈項目總監張小軍表示，多國對區塊鏈態度積極。區塊鏈當前技術中存在的產業問題是技術標準化不足，不同的區塊鏈技術之間無法實現互聯網互通。2018年至2020年是區塊鏈技術最主要的3年，標準決定區塊鏈產業節奏的快慢。國際標準在圍繞區塊鏈的框架性標準和垂直行業標準推進。區塊鏈不以技術為重心，而以合適的場景為其價值的根本。區塊鏈的場景重點瞄準在追溯、身份認證、數據交易、供應鏈管理領域。2019年，區塊鏈與其他技術的融合將加速，如用人工智能檢測數據，解決區塊鏈上鏈數據真偽問題。2020年，量子計算會促進區塊鏈加密學，提升區塊鏈安全性。[2019/2/26]

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 | 趙東：目前還未看到量子計算機對加密貨幣的威脅:趙東發剛剛發微博闡述“比特幣目前是安全的”的理由。趙東表示，假如未來人類文明發展到能夠驅動一顆恒星的能量去做超級計算，那么他可能會去挖比特幣，而非去破解比特幣（因為難度太大）。

至于量子計算機，趙東認為等到量子計算機真的可以破解哪怕是一個簡單的密碼的時候才考慮它的威懾力吧，因為今天的量子計算機的計算能力連一臺幾十年前的便攜計算器都比不上。他不是說量子計算機將來不會成為一種威脅，只是現在還沒看到。[2019/1/25]

疊加

中科院自動化所副研究員：不認同量子計算對區塊鏈產生威脅的說法:中科院自動化所副研究員袁勇表示：“總體上來說，我不太認同量子計算對區塊鏈產生威脅(的說法)。”“首先，對方并沒有以發展的眼光來看待問題。量子計算和區塊鏈，或者說量子計算跟密碼學一定會呈現共生演化的趨勢，二者互相促進，不能用十年后的量子計算與現有的比特幣密碼體系相提并論。”袁勇還表示，“我相信密碼學體系和區塊鏈的技術一定會有相應的手段應對量子計算的威脅。量子計算對比特幣有威脅，但它對傳統銀行體系的威脅更大。天塌下來有個子高的頂著，以體量來說，還輪不到比特幣‘杞人憂天’。”[2018/3/21]

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。

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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