I takt med at kryptovalutaer blev mere og mere udbredte i starten af 2020'erne, blev blockchain et trending emne i nyhederne. I 2023 stjal AI den teknologiske rampelys. Hvad er det næste? Vi ser endnu en teknologisk revolution brygge med kvanteberegninger, som vil have en mere betydelig indflydelse end blockchain og AI.
Opdateringer fra kvantecomputerverdenen begyndte at skabe medieopmærksomhed i slutningen af 2023. Kvantecomputere vil i sig selv ændre hele den klassiske computerinfrastruktur, som vi kender den. Kombineret med kunstig intelligens vil det have en indflydelse, som de fleste af os endnu ikke engang kan forestille os.
Hvad betyder dette for blockchain, en teknologi, der fungerer direkte på et klassisk databehandlingsfundament? Før vi besvarer det, har vi brug for en genopfriskning af kvantecomputere og hvorfor de er vigtige.
Hvad er kvantemekanik og datalogi?
Kvantemekanik er en grundlæggende teori i fysik, der beskriver stof og energis opførsel på atomare og subatomare niveauer.
I løbet af de sidste 100 år har mennesker opnået en pålidelig forståelse af, hvordan verden fungerer, fra det observerbare til det atomare niveau. Materie opfører sig dog anderledes på det subatomare niveau, hvor partikler er mindre end atomer.
Kvanteberegning bruger kvantemekanik til at udføre operationer på data. Uden kvanteberegning har vi ingen pålidelig måde at se på, hvad der sker på subatomært (kvante) niveau.
I betragtning af at den naturlige verden, fra rummet til naturen til menneskekroppen, fundamentalt er afhængig af, hvad der sker på kvanteniveau, er manglende indsigt i kvanteprocesser en enorm blind plet i menneskehedens nuværende vidensbase.
Hvordan kvanteberegning adskiller sig fra klassisk databehandling
Kvanteberegning adskiller sig fundamentalt fra klassisk beregning. Klassisk beregning er binær og afhænger af bits i en af to tilstande (0 eller 1).
Kvantebits, eller qubits, kan ikke blot eksistere i flere tilstande, men de kan også gøre det samtidigt. Denne dualitet øger eksponentielt mængden af information, som systemet kan analysere. Kvantecomputere kan analysere enorme mængder data meget hurtigere end eksisterende systemer.
Fysiker Dr. Michio Kaku bruger et eksempel af en mus, der går gennem en labyrint for at få et stykke ost i den anden ende for at forstå den grundlæggende forskel mellem kvantecomputeres ydeevne og klassiske computeres.
Som du ved, har en labyrint flere muligheder for musen, men kun én er den korrekte vej, der fører til osten. Det klassiske computersystem ville kortlægge hver mulighed individuelt og til sidst nå frem til den vej, der fører til osten.
En kvantecomputer kortlægger alle mulighederne samtidigt og bruger øjeblikkeligt den korrekte sti. interaktiv artikel fra Financial Times gør også et fantastisk stykke arbejde med at udforske forskellene mellem klassisk og kvanteberegning.
Nøgleprincipper for kvanteberegning
Kvantemekanik er meget teknisk. De fleste mennesker forstår ikke matematikken bag principperne, og det er okay. Man behøver ikke at vide, hvordan alting fungerer for at forstå de grundlæggende principper.
Qubits: I modsætning til klassiske bits kan qubits være i en tilstand på 0, 1 eller en hvilken som helst kvantesuperposition af disse tilstande. Denne type gør det muligt for kvantecomputere at behandle enorme mængder information samtidigt, hvilket eksponentielt forbedrer deres potentielle computerkraft.
overlejring: Dette princip gør det muligt for qubits at eksistere i flere tilstande samtidigt, i modsætning til klassiske bits, der enten er 0 eller 1. Superpositionsprincippet er grunden til, at kvantecomputere kan udføre mange beregninger samtidigt, hvilket potentielt tilbyder enorme hastighedsfordele for specifikke problemer.
entanglement: Kvantesammenfiltring er et fænomen, hvor qubits bliver sammenkoblet, og tilstanden af en qubit kan afhænge af tilstanden af en anden, uanset hvor langt de er adskilt. Denne sammenkobling er vigtig, fordi den muliggør hurtig informationsbehandling og er central for kvanteberegningens kraft.
Kvantealgoritmer: Kvantecomputere bruger forskellige algoritmer til at udnytte superposition og entanglement.
Applikationer: Kvanteberegninger har potentiale til at revolutionere forskellige felter ved at håndtere komplekse problemer, der i øjeblikket er vanskelige at løse for klassiske computere. Dette omfatter kryptografi, lægemiddelforskning, optimering af store systemer som forsyningskæder, finansiel modellering og løsning af komplekse videnskabelige problemer.
Fordele og trusler ved kvanteberegning
En væsentlig fordel ved kvanteberegning er, at den løser komplekse problemer hurtigere end traditionelle computere. Grafikken nedenfor illustrerer et estimat af, hvor meget hurtigere kvanteberegning vil være i forhold til klassisk databehandling.
For eksempel er nogle områder inden for medicinsk forskning stødt på en mur med klassiske computere. Kvanteberegninger vil give nye indsigter i kræftforskning, som forskere ikke kan opnå med klassisk databehandling.
I klima forandring arena, kan det accelerere udviklingen af vedvarende energi, forbedre vejrudsigtsmodeller og bidrage til at reducere emissioner i bil- og skibsfartsindustrien.
Kvanteberegninger medfører dog også betydelige trusler, især inden for cybersikkerhed. Eksperter siger, at kvantecomputere kan bryde alle nuværende kryptografiske protokoller, hvilket gør meget af nutidens kryptering forældet og udgør en betydelig risiko for datasikkerheden på tværs af forskellige sektorer, herunder forsvar, finans, regering og sundhedsvæsen.
Det bringer os til spørgsmålet om kvantecomputere i blockchains fremtid. Eller rettere sagt, har blockchain en plads i en fremtid domineret af kvantecomputere?
Kvanteberegning og blockchain
På grund af blockchains afhængighed af kryptografi udgør kvanteberegning en potentiel udfordring for blockchain-sikkerheden. Her er et overblik over, hvordan kvanteberegning kan påvirke blockchain:
Kryptografisk sårbarhed
Sikkerheden i den nuværende blockchain-teknologi afhænger i høj grad af kryptografiske algoritmer, der er beregningsmæssigt vanskelige for klassiske computere at bryde.
Kvantecomputere, der udfører komplekse beregninger mere effektivt end klassiske computere, kan potentielt ødelægge disse kryptografiske algoritmer.
Indvirkning på Bitcoin og andre kryptovalutaer
Kvanteberegninger kan specifikt true Proof of Work (PoW)-kryptovalutaer som Bitcoin. Kvantecomputere kan løse PoW-problemer meget hurtigere og forstyrre kryptomineøkonomien.
Brugernes nøglesikkerhed er også i fare. Kvantecomputere kunne teoretisk set udlede en brugers private nøgle fra deres offentlige nøgle.
Blockchain-fremskridt inden for kvanteresistente algoritmer og kryptografi
Truslen fra kvanteberegning har ført til en voksende interesse i blockchain-samfundet for at udvikle kvanteresistente eller post-kvante kryptografiske algoritmer, der er sikre mod kvanteangreb. Disse omfatter forbedrede kryptografiske teknikker, underliggende protokoller og ændringer i netværksstrukturen.
Det Nationale Institut for Standarder og Teknologi (NIST) er arbejder på standardisering af post-kvantekryptografi, som vil vejlede indførelsen af kvanteresistente kryptografiske algoritmer i blockchain og andre industrier. Andre bestræbelser er undervejs:
- Kvantebestandig Ledger FoundationUdvikling og promovering af kvanteresistente standarder. NIST har også anbefalet Stateful hash-baserede signaturordninger, herunder XMSS, som Quantum Resistant Ledger bruger.
- Quantum Blockchain AllianceArbejder med at udvikle og fremme kvanteresistente standarder.
- Den Interamerikanske Udviklingsbank, IDB-laboratoriet, LACChain, Cambridge Quantum Computing (CQC) og Tecnológico de Monterrey: Arbejder på at identificere og eliminere kvantetrusler i blockchain-netværk.
- IOTAPopulær til implementering af nogle hash-baserede signaturer.
- HyperCash (HC)En kvanteresistent kryptovaluta.
Selvom kvanteberegninger udgør potentielle risici for blockchain-sikkerheden, især med hensyn til kryptografiske algoritmer, er blockchain-fællesskabet opmærksomt på disse udfordringer og arbejder på løsninger. Udviklingen af kvanteresistente teknologier vil sikre blockchain-systemers langsigtede sikkerhed og levedygtighed i kvanteberegningsæraen.
Fremad
Kvantecomputere har nået et punkt, hvor det ikke længere er et spørgsmål om, hvornår, teknologien vil flytte ud af forskningslaboratorierne og ind i mainstreamen. Men hvor lang tid vil det tage? Forskere har sagt, at vi er årtier væk fra brugbare kvantecomputere i de seneste par år.
Nuværende kvantecomputere er skrøbelige og kompromitteret af en række miljøfaktorer. De kræver en driftstemperatur så tæt på det absolutte nulpunkt som muligt. Et simpelt gammeldags strømsvigt kan forårsage et kvante-nedsmeltningssammenbrud. Jordens magnetfelt og lokal stråling øger også fejlraten i kvantecomputerberegninger.
Men som vi har set med AI, er teknologiske gennembrud dynamiske, og deres tidslinje har en tendens til at accelerere. I juni 2023, en papir Forskere fra IBM og UC Berkeley har vist, at selv de i øjeblikket mangelfulde kvantecomputere kan give relevante fordele ud over nutidens klassiske computere.
Bortset fra i filmene, din krypto er sandsynligvis sikker fra et kvantehack i den nærmeste fremtid.
For kryptoinvestorer en mere umiddelbar trussel mod deres ro i sindet! Hvis du investerer i kryptovaluta, kan ZenLedger hjælpe dig med hurtigt at beregne dine kryptoskatter og finde muligheder for at spare penge og handle smartere.
Kom i gang gratis nu, eller lær mere om vores professionelt udarbejdede skatteplaner!
Ansvarsfraskrivelse: Dette materiale er udelukkende udarbejdet til orientering og er ikke beregnet til at yde skatte-, juridisk eller finansiel rådgivning. Du bør konsultere dine egne skatte-, juridiske og regnskabsmæssige rådgivere, før du indgår i nogen transaktion.
