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上周，谷歌研究人員在刊登在美國航天局NASA的網(wǎng)站一篇論文中表示，谷歌的處理器能夠在3分20秒內(nèi)執(zhí)行完成當(dāng)今最強(qiáng)大的超級計算機(jī)Summit需要10000年才能完成的計算。

研究人員表示，這意味著谷歌的量子計算機(jī)已實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)（quantum supremacy）”。量子霸權(quán)是量子計算設(shè)備解決經(jīng)典計算機(jī)實(shí)際上無法解決問題的潛在能力。但研究人員也提到，該系統(tǒng)只能進(jìn)行單一的、技術(shù)性很強(qiáng)的計算，使用量子計算機(jī)解決實(shí)際問題還需要數(shù)年時間。目前該論文已經(jīng)從NASA網(wǎng)站撤回。

對撤回論文一事，一位Google內(nèi)部人士表示，在進(jìn)行任何同行評審之前，該文件可能是錯誤上傳的。這意味著在適當(dāng)?shù)膶徍顺绦蛲瓿芍�前，無法對論文進(jìn)行更深入的研究，這可能需要幾個月的時間。

幸運(yùn)的是，撤論文速度不夠快。一經(jīng)上傳，無數(shù)媒體便成功地瞥了一眼量子計算的未來。許多人發(fā)現(xiàn)，Google計算出的方程是如此復(fù)雜，以至于世界上最先進(jìn)的超級計算機(jī)也無法匹敵。在這種情況下，區(qū)塊鏈會被量子計算機(jī)攻克嗎？

量子計算機(jī)有多厲害

據(jù)《Fortune》雜志報道，在論文被撤下之前，他們保存了一個副本，這臺名為“sycamore”的量子處理器包含54個量子位。量子位主要表示數(shù)據(jù)存儲，并且在某種程度上類似于傳統(tǒng)計算中的二進(jìn)制數(shù)字。但是，從理論上講，并不是僅將傳統(tǒng)計算機(jī)數(shù)據(jù)限制在“開／關(guān)”狀態(tài)，量子計算僅受量子力學(xué)范圍的限制。關(guān)于量子計算機(jī)的處理能力，研究人員進(jìn)行了一次實(shí)際比較，顯示了Google量子實(shí)力的程度：

“執(zhí)行對一百萬個量子電路實(shí)例進(jìn)行100萬次采樣，我們的處理器需要200秒，現(xiàn)在最先進(jìn)的超級計算機(jī)，大約需要10000年�！�

對比特幣的威脅？

量子計算一直是對比特幣及密碼學(xué)領(lǐng)域的主要創(chuàng)新，隨著論文的公布，實(shí)現(xiàn)量子計算時代的希望似乎已成為現(xiàn)實(shí)，人們也擔(dān)心它也可能對比特幣構(gòu)成巨大威脅。當(dāng)前，加密公鑰是保護(hù)比特幣資產(chǎn)安全的唯一措施。如果量子計算機(jī)破解了分布式賬本的加密手段，那么它很可能意味著比特幣的終結(jié)。

目前，已有一個Shor算法能實(shí)現(xiàn)繞過公鑰密碼學(xué)的量子捷徑，從任何公共密鑰中提取私有密鑰。更糟糕的是，Shor專門針對ECDSA橢圓曲線數(shù)字簽名算法，這種簽名算法在比特幣和以太坊等加密貨幣都有應(yīng)用。

Shor算法的主要威脅在于其超越傳統(tǒng)技術(shù)的能力，區(qū)塊鏈趕不上量子計算的主要原因是高度依賴單向數(shù)學(xué)函數(shù)。俄羅斯量子中心的幾位研究人員在研究文章《量子計算機(jī)威脅區(qū)塊鏈安全（Quantum computers put blockchain security at risk）》中也強(qiáng)調(diào)了這一點(diǎn)：

十年之內(nèi)，量子計算機(jī)將能夠計算單向函數(shù)，原有用于保護(hù)互聯(lián)網(wǎng)和金融交易的區(qū)塊鏈的單向加密手段即將過時。

單向的交易驗(yàn)證和和數(shù)字簽名創(chuàng)建，在面對量子計算機(jī)時是一種固有缺陷。在量子計算機(jī)中將單向類的功能反向使用，將允許攻擊向量，從而能夠操縱交易歷史記錄。雖然這些在當(dāng)前技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)，但在量子計算機(jī)中輕而易舉。

對抗量子威脅的探索

好消息是，不斷有人嘗試抵抗這種量子威脅，美國國家安全局（NSA）便是其中之一，他們顯然有潛在監(jiān)控民眾交易記錄的需求。

彭博記者威廉·特頓（William Turton）的一條推文傳達(dá)了美國國家安全局（NSA）創(chuàng)建抗量子密碼技術(shù)的計劃。有報告表明，該項(xiàng)目旨在保護(hù)美國免受來自其他國家的勒索軟件攻擊，而不是一個NSA秘密項(xiàng)目。

Turton：美國國家安全局（NSA）正在研究抗量子密碼技術(shù)｜ 資料來源：Twitter

在加密貨幣行業(yè)中，開發(fā)人員還在努力降低受量子威脅的可能。被許多人稱為數(shù)字現(xiàn)金之父的David Chaum的一項(xiàng)風(fēng)險投資，便是一種生成具有量子彈性的加密貨幣，稱為Praxxis。根據(jù)Chaum的說法，該項(xiàng)目旨在抵御Shor算法等攻擊。在其共識機(jī)制和結(jié)構(gòu)內(nèi)通過抗量子簽名與區(qū)塊鏈破壞者作斗爭。

留給區(qū)塊鏈的時間還有多久？

無論Shor算法對比特幣的潛在效用如何，根據(jù)美國加密貨幣研究與工程中心的研究論文，只有包含1500個量子位的量子計算機(jī)才能執(zhí)行這個算法。谷歌新發(fā)布論文中的“量子霸權(quán)”機(jī)器僅包含54個量子位，暫時不太可能滿足標(biāo)準(zhǔn)。要達(dá)到1500個量子位的標(biāo)準(zhǔn)可能還需要很多年。

但這并不是說永遠(yuǎn)不會有能夠運(yùn)行Shor算法的機(jī)器。正如Google研究人員所指出的那樣，量子計算的功能可能會“以兩倍的指數(shù)速度增長”，這或許意味著，未來區(qū)塊鏈的淘汰可能比所有人想象的要早得多。