量子计算机 区块链 量子计算机区块链

星星 0 2023-07-31

大家好,今天小编来为大家解答量子计算机这个问题,量子计算机区块链很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

本文目录

  1. 量子计算会终结区块链技术与生俱来的安全“基因”吗?
  2. 后量子区块链是什么
  3. 量子计算机一旦突破,可以破解区块链么?
  4. 量子计算机是否可以与区块链矛盾合体?

量子计算会终结区块链技术与生俱来的安全“基因”吗?

量子计算机本来就有不可篡改的功能,区块链是互联网技术,基本上量子物联网普及,区块链就没存在的意义了

后量子区块链是什么

后量子区块链就是采用后量子安全密码算法的区块链,随着数字货币的普及与发展,区块链技术得到了广泛的关注与极大的发展,然而,量子计算机的出现将在底层密码算法层面对区块链的安全性产生严重威胁,量子计算机的出现将完全打破现有区块链技术的安全性,后量子密码方案,在区块链系统中应用后量子数字签名技术,以保证区块链技术的在量子计算机出现后仍然安全。

量子计算机一旦突破,可以破解区块链么?

技术进步的速度永远快过人们的想象。近来不仅世界时局变幻,连加密领域都迎来了当头一激灵。9月21日发布在NASA后又被火速删除的谷歌论文,甚至轰动了国际朝野。论文表明,谷歌研发的量子计算机用3分20秒完成的一项计算,全球最强大的超算Summit计算机则需要花1万年。由此实现量子霸权。

量子霸权,也叫量子优势,即在未来的某个时刻,功能强大的量子计算机可以完成经典计算机几乎不可能完成的任务。谷歌说:这标志了第一个只能用量子处理器执行的运算。在通往全面量子计算的路上,这是一个里程碑。量子机器的算力,将会以双指数速度增长。

看似一夜之间,我们的生活进入量子信息时代。让我们先来搞清楚量子计算机有何过人之处。

量子电脑的概念是在1982年由物理学家费曼(RichardFeynman)首先提出,12年之后,数学家PeterShor建立了演算法,受到更多科学家的重视。传统电脑是用二进位的位元(bit)运算,仅有两个状态:0和1,不会有其他状态。量子位元却有介于0和1之间的状态。

根据薛丁格的理论,在一个系统被观测之前,它的状态不会是个确切的数值,而是机率函数的叠加状态。这个理论是量子力学的基础,也是量子电脑的原理。量子电脑的位元会是0和1的机率叠加状态,这让量子电脑有更多元的状态可以做运算,因此运算速度加快。

来自谷歌量子人工智能实验室的负责人HartmutNeven认为,量子计算机比经典计算机存在着两个指数优势:首先,量子位相比普通位具有效率优势,如果一个量子电路具有4个量子位,那么需要一个具有16个普通位的经典电路才能实现等效的计算能力。其次,量子芯片也在快速改进。谷歌量子芯片正在以指数级的速度发展,这种快速的改善是由于量子电路中错误率的降低。而降低错误率能帮助我们构建更大的量子芯片。双指数的增长速度远远快于指数函数,因此谷歌认为虽然量子计算机速度现在远不及经典计算机,但是总有一天会超过后者。

而这代表了什么呢?

其一,如果进入实用,可以实现数百个量子比特相干操纵的专用型量子计算系统,应用于具有实用价值的组合优化,量子化学,机器学习等方面,指导新材料设计,药物研发等。波士顿咨询(BCG)援引部分制药行业的高管预估,量子模拟可将药物发现率提高5%-10%,并节省15%-20%的研发时间。其二,进入到通用可编程的量子计算机阶段,能够相干操纵数亿量子比特,实现可容错的量子计算机,能在经典密码破解,大数据搜索,人工智能等方面发挥巨大作用。

这造成了加密世界极大的恐慌,业界纷纷评论,区块链技术面临极大被取代的威胁,加密货币将毫无价值。未来若是量子电脑发展完备,就有可能在几秒钟的时间内,破解现有的公钥系统密码,包含银行系统、比特币等密码货币的数位签章。而早在2017年,新加坡国立大学的研究人员及其同事就已经开始关注量子计算机可能在多长时间之内就能破坏比特币的安全性。

那实际情况又是如何呢?

根据美国加密货币研究与工程中心的研究论文表示,一台量子电脑至少要包含1500个量子位元,才能够进行Shor演算法。对比目前Google所发现的Sycamore,也仅设计了54个位元,就算加上谷歌测试名为「Bristlecone」的量子计算机,目前也只拥有72个量子位元;含1500个量子位元的电脑可能仍需数年才能诞生。

加之,量子计算机的实际应用也面临诸多问题。由于在于0和1两种状态之间的能量差太小,需要降低到绝对零度附近,才能防止被热量所破坏。

此外,粒子之间状态的耦合也有时间限制,时间一长,两个粒子将不再“相干”。在进行量子计算实验时,所有的量子操作要在量子退相干之前完成,才能保证量子操作的保真度(Fidelity),否则运算结果将不再可信。

所以,现在就恐慌怕是为时尚早。区块链除了加密这项技术外,背后还有更多复杂的设计,想要取代并非是可以延续所有区块链优点的升级换代。哪怕是密钥可以被瞬间破解的时刻到来,那么区块链所寓意的“公平,无边际信任”又是否可以被量子信息时代所保证呢?人性又是否可以随着量子霸权进化为不需要“信任”来做自我防御的本能了呢?那时的生命财产安全,又该如何保护呢?

量子计算机是否可以与区块链矛盾合体?

哲学缺乏科学理论的支持就是不完善的。量子力学是一种科学理论,现今的概率解释可能使很多人感到了难以言喻的恐惧,但是不管再如何怀疑,概率解释具有自洽性,看看周围世界在量子力学的作用下是如何变得富丽堂皇的,也许我们就能觉得它似乎不那么面目可憎了。所谓的概率解释其实最早是哥本哈根学派的波尔提出的,他阐述了薛定萼波函数的意义。但是人们在单电子通过双缝的实验中不禁犯难了:在观测前,电子通过了哪一条缝呢?于是就由此衍生出了如下几种较为主流的看法:1。哥本哈根派:观测前电子按照波函数展开(并非变成了一团云雾,这只是一种数学描述),它是干涉的。而一旦我们观测了,那么波函数就发生了塌缩,从而我们只能观测到电子通过了其中某一条缝,而非观测前的叠加态。但是,这种说法深入探讨下去就将观测者放在了一个超越自然的地位上,甚至会遇到“意识”的干扰。显然我们据此推论说:如果没有观察世界的我们,那么一切都是无意义的,都只是波函数的弥散罢了。而这是任何一个受过教育的人所无法接受的。2。多世界解释:哥本哈根的同志们被塌缩搞得头昏脑胀,于是科学家又提出了叠加态实际上是希尔伯特空间内一矢量的假设,从而得出如下解释:低维的希尔伯特空间非正交,那么坐标轴互相之间有投影,导致了事件的叠加态。而一点观测介入,就必然使其成为一整个复杂系统,从而达到一个很高维度的希空间,高维情况下正交的可能性如此之大,使我们得到的结果非叠加。3。系综解释:这些科学家更干脆,对不确定性和微观尺度来了个眼不见为净,直接说没有什么叠加,只有系综也就是宏观期望,而讨论微观尺度的概率,单系统的概率都是无意义的。这是一种闭门的做法,反正将问题踢出了框架,自得其乐。4。退相干历史解释:我们对于历史事件的描述可以用一个密度矩阵来描述,只有当我们的测量目标达到一定的粗糙程度时,才能使矩阵退相干,即非对角线上的概率之和几乎互相抵消,这样我们得到的就是线性的叠加。而如果我们测量的目标太过精细,那么我们就得不到一个有意义的解。5。自发性定域原理:你的粒子其实充满了整个宇宙,只不过在现在的位置上正好是你的粒子自发定域形成的尖锐钟型曲线之所在,因此我们看到你在你现在坐的地方。听到上面这个论述你一定会大吃一惊吧?其实这可是从这个理论出发得出的自然推论。这个理论认为:粒子其实会自发的定域(即表现出被测量到的状态),而这种出现完全是随机的,当粒子数大到一定程度时,这种定域就显得极其普遍切会不断扩大(多米诺骨牌一样),因此什么不确定,什么叠加态,那都可以被这种理论“怪异”地解释得自圆其说。但可惜,现在的许多实验都对这一理论提出了挑战。6。隐变量解释:根本没有什么不确定,根本不存在什么叠加,粒子还是那经典的粒子,只是我们还不能找出一些隐藏的变量罢了,这里不需要什么概率。这一解释最著名的推论当属那个梦魇一般的贝尔不等式了,1982年的EPR近似实验已经证实这个不等式可以被突破,从而将爱因斯坦的上帝彻底判了死刑。当然还有许多其他不同的版本或者不同的解释,在这里不再一一赘述。但是,细心的同志们可能发现了一点,那就是概率,该死的概率几乎一直就存在,而且从EPR近似实验来看,这似乎是正确的,至少目前还是。也许隐变量那非概率的魔力让大家重新怀念起经典物理的荣光,然而那种为了小小粒子,把整个宇宙都拉下水的做法我们还是得谨慎一些,尽管可能这种理论是正确的。概率也罢,人择也罢,决定论也罢。我们谈的是量子,从量子中我们可以看到各种哲学的冲突对撞,各种思想闪耀着奇异的火花,而作为一门科学,这些理论都是有其实验依据的。在此我无意贬低哲学,但是我绝对不相信哲学可以决定电子的命运,不相信哲学可以带给我们的实验结果任何影响。概率的解释在量子论中是普遍的,不管我们是否接受,而且事实证明它甚至可能是正确的。也许将来我们的确能找到一种更为优越的理论绕开诅咒般的概率而解释一切,也许那时我们会发现概率只是一种表象,一种过渡而已。我也期待那一天的到来,但现在,还是暂且怀疑地拿起它吧。以后的事,谁又知道呢?

文章到此结束,如果本次分享的量子计算机和量子计算机区块链的问题解决了您的问题,那么我们由衷的感到高兴!

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