谷歌实现量子霸权后，量子计算VS区块链，比特币神话即将终结？

来源; 麦田财经

上周，包括《财富》、《金融时报》在内的多家外媒报道称量子计算比特币，谷歌利用53量子比特的量子计算机实现了传统架构计算机无法完成的任务。在一项需要计算一万年的实验中，谷歌的量子计算机只用了 3 分 20 秒。

这是迄今为止量子计算机已经超越传统架构的计算机，正在走向实用化的最强烈迹象。虽然相关论文在上传到NASA后不久就被删除，但眼疾手快的读者还是及时保存了论文。

一时间，“谷歌是否真的实现了量子霸权”成为网友热议的话题，而在币圈，各个社区开始担心量子计算机会成为区块链加密算法的致命威胁。

近年来，量子计算和量子计算机在科学界和工业界都引起了广泛关注。科学家期望利用材料的量子特性，打破传统计算机小型化的摩尔定律，进而构建新型量子计算机。

量子计算概念最早由著名物理学家理查德·费曼于1981年提出。值得注意的是，该领域早期奠基人之一、图灵奖获得者、现积极投身区块链领域的姚期智院士, 1993年为建立量子计算理论基础做出核心贡献。

量子计算背后的原理是利用量子叠加原理，让量子计算机可以区别于传统计算机，使用量子比特来存储数据，然后通过量子算法进行数据计算，从而使速度可以达到“亿级”次”，即传统计算机。

此外，由于量子特性在信息领域的独特作用，将在增加信息容量、提高计算速度、保障信息安全等方面突破现有传统信息系统的局限。因此，过去几年量子计算科学的发展可谓突飞猛进。

据《财富》杂志报道，谷歌的量子计算机名为“Sycamore”，拥有 54 个超导量子位，其中 53 个在测试期间工作。它的计算任务是“证明随机数发生器产生的数字的随机性”。

据介绍，“梧桐树”可以在3分20秒内完成上述计算，而世界上最快的常规超级计算机“顶点”解决同样的问题大约需要1万年。这意味着经典计算机无法执行计算，并使“Sycamore”成为第一台展示量子霸权的计算机。

其实这首先涉及到一个概念，就是量子霸权，有的人译为“量子优越性”，有的人译为“量子霸权”。它一般是指量子计算可以解决经典计算机无法解决的问题，或者是对经典计算机的显着加速（通常是指数加速）。

区块链的恐慌和危机来了

谷歌的这一重要进展，也让区块链的恐慌随之而来。很多人开始担心，一旦区块链背后的加密算法被“量子计算机”破解，区块链上的公私钥机制将无法再保护用户存储在区块链上的数字资产，甚至可能让分布式账本上的加密信息变得一目了然。

而这将导致当前区块链规划的技术发展蓝图，以及它给企业和初创企业带来的潜力和希望，像易碎的纸片一样被量子计算机一张一张“撕碎”。

不过，因为恐慌而选择放弃区块链等相关新兴技术，或许还为时过早。

事实上，该论文还指出，虽然计算机实现了“量子霸权实验”并预示着“备受期待的计算范式的出现”，但它只能执行单一的高技术计算，量子计算机仍然距离解决实际问题还有几年的时间。

此外，一些竞争对手在论文曝光后质疑谷歌声称的成就。 IBM研究主管吉尔在接受英国媒体采访时表示，谷歌声称自己已经实现量子霸权的说法“完全错误”。吉尔表示量子计算比特币，谷歌的系统是专门为解决单一问题而设计的硬件，而不是通用计算机。

事实上，根据美国加密货币研究与工程中心的一篇研究论文，只有包含 1,500 个量子比特的量子计算机才能执行该算法。谷歌新发布论文中的“量子霸权”机器仅包含54个量子比特，暂时不太可能达标。可能需要很多年才能达到 1,500 量子比特大关。

简而言之，我们离充分发挥量子计算的威力还很遥远。

“电子现金之父”的反量子链

目前，已经有一些项目在开发“抗量子”区块链以应对量子计算时代。

区块链领域的传奇人物，被誉为“数字货币之父”的David Chaum在今年8月于柏林举行的Web3峰会上宣布推出自己的“抗量子链”，并发行了Cryptocurrency Praxxis。

据悉，该项目是一种完全不同于现有加密机制的加密技术，以实现区块链中广泛讨论的“不可能三角问题”，解决现有加密技术存在的安全弱点。

David Chaum 本人表示，该项目的建立是为了抵御 Shor 算法（以及其他漏洞；在其共识机制和结构中设置了针对量子计算的签名。

不过目前Praxxis的白皮书还没有公开，David Chaum表示预计会在今年底左右公开。

秀尔算法：公私钥机制的破坏者

在现有的算法中，秀尔算法已经向世人展示了如何从公钥中找到对应的私钥；更要命的是，秀尔算法还可以专门破解“椭圆曲线数字签名算法”，而这种签名算法在比特币、以太坊等加密货币中都有使用。

Shor 算法的主要威胁在于其超越传统技术的能力。区块链跟不上量子计算的主要原因是它高度依赖单向数学函数。俄罗斯量子中心的几位研究人员在他们的研究文章《量子计算机威胁区块链安全》中也强调了这一点：

“十年内，量子计算机将能够计算单向函数，使用于保护互联网和区块链金融交易安全的单向加密技术过时。”

可以说，单向交易验证和数字签名创建是量子计算机面临的固有缺陷。逆转量子计算机中单向类的功能将允许攻击向量能够操纵交易历史。虽然这些在当前技术下是不可能的，但在量子计算机中却轻而易举。

但好消息是，一直有人试图抵御这种量子威胁。美国国家安全局 (NSA) 就是其中之一。他们显然有可能监控人们的交易记录。

彭博社记者William Turton曾发布消息称，美国国家安全局（NSA）计划创建抗量子密码技术。而且，有报道称该项目旨在保护美国免受来自其他国家的勒索软件攻击，而不是国家安全局的秘密项目。

然而，正如谷歌研究人员指出的那样，量子计算的能力可以“成倍增长”。而且，即使拥有 1,500 个量子比特的量子计算机可能还需要数年时间，但这绝不是不可能的。

因此，如果未来没有足够强大的新型“抗量子区块链”出现，那么区块链技术的淘汰也并非完全不可能，甚至会比很多人想象的要早得多。

但现在，无论是区块链技术还是量子计算，无数科学家和研究人员都在积极投身于各自的阵营，开创属于自己的技术革命。

谷歌希望借助这样一个“里程碑”，帮助他们为未来快速迈向全量子计算的计划奠定基础。

而区块链的下一个“里程碑”在哪里？