Καθώς η υιοθέτηση των κρυπτονομισμάτων αυξήθηκε ραγδαία στις αρχές της δεκαετίας του 2020, το blockchain έγινε ένα δημοφιλές θέμα στις ειδήσεις. Το 2023, η Τεχνητή Νοημοσύνη έκλεψε την προσοχή της τεχνολογίας. Τι ακολουθεί; Βλέπουμε μια άλλη τεχνολογική επανάσταση να κυοφορείται με την κβαντική υπολογιστική, η οποία θα έχει πιο σημαντικό αντίκτυπο από το blockchain και την Τεχνητή Νοημοσύνη.
Οι ενημερώσεις από τον κόσμο της κβαντικής πληροφορικής άρχισαν να προκαλούν σάλο στα μέσα ενημέρωσης στα τέλη του 2023. Από μόνη της, η κβαντική πληροφορική θα αλλάξει ολόκληρη την κλασική υποδομή πληροφορικής όπως την ξέρουμε. Σε συνδυασμό με την Τεχνητή Νοημοσύνη, θα έχει αντίκτυπο που οι περισσότεροι από εμάς δεν μπορούμε καν να φανταστούμε ακόμα.
Τι σημαίνει αυτό για το blockchain, μια τεχνολογία που λειτουργεί αποκλειστικά σε μια κλασική υπολογιστική βάση; Πριν απαντήσουμε σε αυτό, χρειαζόμαστε μια επανάληψη της κβαντικής υπολογιστικής και γιατί είναι σημαντική.
Τι είναι η Κβαντομηχανική και η Υπολογιστική;
Η κβαντομηχανική είναι μια θεμελιώδης θεωρία στη φυσική που περιγράφει τη συμπεριφορά της ύλης και της ενέργειας σε ατομικό και υποατομικό επίπεδο.
Τα τελευταία 100 χρόνια, οι άνθρωποι έχουν αποκτήσει μια αξιόπιστη κατανόηση του πώς λειτουργεί ο κόσμος, από το παρατηρήσιμο έως το ατομικό επίπεδο. Ωστόσο, η ύλη συμπεριφέρεται διαφορετικά στο υποατομικό επίπεδο, όπου τα σωματίδια είναι μικρότερα από τα άτομα.
Η κβαντική υπολογιστική χρησιμοποιεί την κβαντομηχανική για την εκτέλεση λειτουργιών σε δεδομένα. Χωρίς την κβαντική υπολογιστική, δεν έχουμε αξιόπιστο τρόπο να δούμε τι συμβαίνει σε υποατομικό (κβαντικό) επίπεδο.
Δεδομένου ότι ο φυσικός κόσμος, από το διάστημα μέχρι τη φύση και το ανθρώπινο σώμα, βασίζεται ουσιαστικά σε ό,τι συμβαίνει σε κβαντικό επίπεδο, η έλλειψη γνώσης για τις κβαντικές διεργασίες αποτελεί ένα τεράστιο τυφλό σημείο στην τρέχουσα βάση γνώσεων της ανθρωπότητας.
Πώς διαφέρει η κβαντική υπολογιστική από την κλασική υπολογιστική
Η κβαντική υπολογιστική διαφέρει θεμελιωδώς από την κλασική υπολογιστική. Η κλασική υπολογιστική είναι δυαδική, βασιζόμενη σε bits σε μία από τις δύο καταστάσεις (0 ή 1).
Τα κβαντικά bits, ή qubits, όχι μόνο μπορούν να υπάρχουν σε πολλαπλές καταστάσεις, αλλά μπορούν να το κάνουν ταυτόχρονα. Αυτή η δυαδικότητα αυξάνει εκθετικά την ποσότητα πληροφοριών που μπορεί να αναλύσει το σύστημα. Οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να αναλύσουν τεράστιες ποσότητες δεδομένων πολύ πιο γρήγορα από τα υπάρχοντα συστήματα.
Φυσικός Δρ. Μίτσιο Κάκου χρησιμοποιεί ένα παράδειγμα ενός ποντικιού που περνάει μέσα από έναν λαβύρινθο για να πάρει ένα κομμάτι τυρί στην άλλη άκρη, για να κατανοήσει τη θεμελιώδη διαφορά μεταξύ της απόδοσης των κβαντικών υπολογιστών και των κλασικών υπολογιστών.
Όπως γνωρίζετε, ένας λαβύρινθος έχει αρκετές επιλογές για το ποντίκι, αλλά μόνο μία είναι η σωστή διαδρομή που οδηγεί στο τυρί. Το κλασικό υπολογιστικό σύστημα θα χαρτογραφούσε κάθε επιλογή ξεχωριστά, φτάνοντας τελικά στη διαδρομή που οδηγεί στο τυρί.
Ένας κβαντικός υπολογιστής χαρτογραφεί όλες τις πιθανότητες ταυτόχρονα, χρησιμοποιώντας άμεσα τη σωστή διαδρομή. διαδραστικό άρθρο από τους Financial Times κάνει επίσης εξαιρετική δουλειά στην εξερεύνηση των διαφορών μεταξύ της κλασικής και της κβαντικής υπολογιστικής.
Βασικές Αρχές της Κβαντικής Υπολογιστικής
Η κβαντομηχανική είναι πολύ τεχνική. Οι περισσότεροι άνθρωποι δεν κατανοούν τα μαθηματικά πίσω από τις αρχές, και αυτό είναι εντάξει. Δεν χρειάζεται να ξέρετε πώς λειτουργούν τα πάντα για να κατανοήσετε τις βασικές αρχές.
Κουμπιτ: Σε αντίθεση με τα κλασικά bits, τα qubits μπορούν να βρίσκονται σε κατάσταση 0, 1 ή σε οποιαδήποτε κβαντική υπέρθεση αυτών των καταστάσεων. Αυτός ο τύπος επιτρέπει στους κβαντικούς υπολογιστές να επεξεργάζονται τεράστιες ποσότητες πληροφοριών ταυτόχρονα, ενισχύοντας εκθετικά την πιθανή υπολογιστική τους ισχύ.
Προσθήκη: Αυτή η αρχή επιτρέπει στα qubits να υπάρχουν σε πολλαπλές καταστάσεις ταυτόχρονα, σε αντίθεση με τα κλασικά bits που είναι είτε 0 είτε 1. Η αρχή της υπέρθεσης είναι ο λόγος για τον οποίο οι κβαντικοί υπολογιστές μπορούν να εκτελούν πολλούς υπολογισμούς ταυτόχρονα, προσφέροντας δυνητικά τεράστια πλεονεκτήματα ταχύτητας για συγκεκριμένα προβλήματα.
Μπλέξιμο: Η κβαντική διεμπλοκή είναι ένα φαινόμενο όπου τα qubits αλληλοσυνδέονται και η κατάσταση ενός qubit μπορεί να εξαρτάται από την κατάσταση ενός άλλου, ανεξάρτητα από το πόσο μακριά βρίσκονται μεταξύ τους. Αυτή η διασύνδεση έχει σημασία επειδή επιτρέπει την ταχεία επεξεργασία πληροφοριών και είναι κεντρικής σημασίας για τη δύναμη της κβαντικής υπολογιστικής.
Κβαντικοί Αλγόριθμοι: Οι κβαντικοί υπολογιστές χρησιμοποιούν διαφορετικούς αλγόριθμους για να εκμεταλλευτούν την υπέρθεση και την εμπλοκή.
εφαρμογές: Η κβαντική υπολογιστική έχει τη δυνατότητα να φέρει επανάσταση σε διάφορους τομείς, αντιμετωπίζοντας σύνθετα προβλήματα που επί του παρόντος είναι δυσεπίλυτα για τους κλασικούς υπολογιστές. Αυτό περιλαμβάνει την κρυπτογραφία, την ανακάλυψη φαρμάκων, τη βελτιστοποίηση μεγάλων συστημάτων όπως οι αλυσίδες εφοδιασμού, τη χρηματοοικονομική μοντελοποίηση και την επίλυση σύνθετων επιστημονικών προβλημάτων.
Οφέλη και απειλές της κβαντικής υπολογιστικής
Ένα σημαντικό πλεονέκτημα της κβαντικής υπολογιστικής είναι η ταχύτερη επίλυση σύνθετων προβλημάτων σε σχέση με τους παραδοσιακούς υπολογιστές. Το παρακάτω γράφημα απεικονίζει μια εκτίμηση για το πόσο ταχύτερη θα είναι η κβαντική υπολογιστική σε σύγκριση με την κλασική υπολογιστική.
Για παράδειγμα, ορισμένοι τομείς της ιατρικής έρευνας έχουν φτάσει σε αδιέξοδο με τους κλασικούς υπολογιστές. Η κβαντική υπολογιστική θα προσφέρει νέες γνώσεις στην έρευνα για τον καρκίνο που οι επιστήμονες δεν μπορούν να επιτύχουν με την κλασική υπολογιστική.
Στο της κλιματικής αλλαγής Στον τομέα αυτό, μπορεί να επιταχύνει την ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, να βελτιώσει τα μοντέλα πρόβλεψης καιρού και να βοηθήσει στη μείωση των εκπομπών στις αυτοκινητοβιομηχανίες και τη ναυτιλία.
Ωστόσο, η κβαντική υπολογιστική ενέχει επίσης αξιοσημείωτες απειλές, ιδίως στον τομέα της κυβερνοασφάλειας. Οι ειδικοί λένε ότι οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να παραβιάσουν οποιαδήποτε τρέχοντα κρυπτογραφικά πρωτόκολλα, καθιστώντας μεγάλο μέρος της σημερινής κρυπτογράφησης παρωχημένο και θέτοντας σημαντικό κίνδυνο για την ασφάλεια των δεδομένων σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της άμυνας, των οικονομικών, της κυβέρνησης και της υγειονομικής περίθαλψης.
Αυτό μας φέρνει στο ερώτημα της κβαντικής υπολογιστικής στο μέλλον του blockchain. Ή μάλλον, έχει το blockchain θέση σε ένα μέλλον που κυριαρχείται από την κβαντική υπολογιστική;
Κβαντική Υπολογιστική και Blockchain
Λόγω της εξάρτησης του blockchain από την κρυπτογραφία, η κβαντική υπολογιστική αποτελεί πιθανή πρόκληση για την ασφάλεια του blockchain. Ακολουθεί μια επισκόπηση του πώς η κβαντική υπολογιστική θα μπορούσε να επηρεάσει το blockchain:
Ευπάθεια στην κρυπτογραφία
Η ασφάλεια της τρέχουσας τεχνολογίας blockchain εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από κρυπτογραφικούς αλγόριθμους που είναι υπολογιστικά δύσκολο να παραβιαστούν από τους κλασικούς υπολογιστές.
Οι κβαντικοί υπολογιστές που εκτελούν πολύπλοκους υπολογισμούς πιο αποτελεσματικά από τους κλασικούς υπολογιστές θα μπορούσαν ενδεχομένως να σπάσουν αυτούς τους κρυπτογραφικούς αλγόριθμους.
Επιπτώσεις στο Bitcoin και σε άλλα κρυπτονομίσματα
Η κβαντική υπολογιστική θα μπορούσε να απειλήσει συγκεκριμένα τα κρυπτονομίσματα Proof of Work (PoW) όπως το Bitcoin. Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν να λύσουν προβλήματα PoW πολύ πιο γρήγορα και να διαταράξουν την οικονομία της εξόρυξης κρυπτονομισμάτων.
Η ασφάλεια των κλειδιών των χρηστών διατρέχει επίσης κίνδυνο. Οι κβαντικοί υπολογιστές θα μπορούσαν θεωρητικά να εξαγάγουν το ιδιωτικό κλειδί ενός χρήστη από το δημόσιο κλειδί του.
Πρόοδος στο Blockchain σε Αλγόριθμους Κβαντικής Αντοχής και Κρυπτογραφία
Η απειλή που θέτει η κβαντική υπολογιστική έχει οδηγήσει σε αυξανόμενο ενδιαφέρον στην κοινότητα του blockchain για την ανάπτυξη κβαντικά ανθεκτικών ή μετα-κβαντικών κρυπτογραφικών αλγορίθμων που είναι ασφαλείς έναντι κβαντικών επιθέσεων. Σε αυτούς περιλαμβάνονται βελτιωμένες κρυπτογραφικές τεχνικές, υποκείμενα πρωτόκολλα και αλλαγές στη δομή του δικτύου.
Το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) είναι που εργάζονται για τυποποίηση της μετα-κβαντικής κρυπτογραφίας, η οποία θα καθοδηγήσει την υιοθέτηση κβαντικά ανθεκτικών κρυπτογραφικών αλγορίθμων στο blockchain και σε άλλους κλάδους. Ορισμένες άλλες προσπάθειες βρίσκονται σε εξέλιξη:
- Ίδρυμα Quantum Resistant Ledger: Ανάπτυξη και προώθηση κβαντικά ανθεκτικών προτύπων. Το NIST έχει επίσης προτείνει σχήματα υπογραφών που βασίζονται σε κατακερματισμό Stateful, συμπεριλαμβανομένου του XMSS, το οποίο χρησιμοποιεί το Quantum Resistant Ledger.
- Συμμαχία Κβαντικού BlockchainΕργασία για την ανάπτυξη και προώθηση κβαντικά ανθεκτικών προτύπων.
- Διαμερικανική Τράπεζα Ανάπτυξης, το Εργαστήριο IDB, LACChain, Cambridge Quantum Computing (CQC) και Tecnológico de Monterrey: Εργασία για τον εντοπισμό και την εξάλειψη των κβαντικών απειλών σε δίκτυα blockchain.
- ΙΩΤΑΔημοφιλές για την εφαρμογή ορισμένων υπογραφών που βασίζονται σε κατακερματισμό.
- HyperCash (HC)Ένα κβαντικά ανθεκτικό κρυπτονόμισμα.
Ενώ η κβαντική υπολογιστική παρουσιάζει πιθανούς κινδύνους για την ασφάλεια του blockchain, ιδίως όσον αφορά τους κρυπτογραφικούς αλγόριθμους, η κοινότητα του blockchain γνωρίζει αυτές τις προκλήσεις και εργάζεται για λύσεις. Η ανάπτυξη τεχνολογιών ανθεκτικών στην κβαντική τεχνολογία θα διασφαλίσει τη μακροπρόθεσμη ασφάλεια και βιωσιμότητα των συστημάτων blockchain στην εποχή της κβαντικής υπολογιστικής.
Προχωρώντας
Η πρόοδος της κβαντικής υπολογιστικής έχει φτάσει σε σημείο που δεν είναι θέμα αν αλλά πότε η τεχνολογία θα βγει από τα ερευνητικά εργαστήρια και θα γίνει ευρέως διαδεδομένη. Πόσο καιρό όμως θα χρειαστεί; Οι ερευνητές λένε ότι βρισκόμαστε δεκαετίες μακριά από λειτουργικούς κβαντικούς υπολογιστές τα τελευταία χρόνια.
Οι τρέχοντες κβαντικοί υπολογιστές είναι ευαίσθητοι και επηρεάζονται από μια σειρά περιβαλλοντικών παραγόντων. Απαιτούν θερμοκρασία λειτουργίας όσο το δυνατόν πιο κοντά στο απόλυτο μηδέν. Μια απλή, παραδοσιακή διακοπή ρεύματος μπορεί να προκαλέσει κβαντική κατάρρευση. Το μαγνητικό πεδίο της Γης και η τοπική ακτινοβολία αυξάνουν επίσης το ποσοστό σφάλματος στους υπολογισμούς των κβαντικών υπολογιστών.
Ωστόσο, όπως έχουμε δει με την Τεχνητή Νοημοσύνη, οι τεχνολογικές ανακαλύψεις είναι δυναμικές και το χρονοδιάγραμμά τους τείνει να επιταχύνεται. Τον Ιούνιο του 2023, ένα χαρτί από ερευνητές της IBM και του UC Berkeley απέδειξαν ότι ακόμη και οι κβαντικοί υπολογιστές που παρουσιάζουν σήμερα ελαττώματα μπορούν να προσφέρουν σχετικά οφέλη πέρα από τους σημερινούς κλασικούς υπολογιστές.
Εκτός από το οι ταινίες, τα κρυπτονομίσματά σας είναι πιθανότατα ασφαλή από ένα κβαντικό hack στο άμεσο μέλλον.
Για τους επενδυτές κρυπτονομισμάτων, μια πιο άμεση απειλή για την ηρεμία σας! Εάν επενδύετε σε κρυπτονομίσματα, η ZenLedger μπορεί να σας βοηθήσει να υπολογίσετε γρήγορα τους φόρους σας στα κρυπτονομίσματα και να βρείτε ευκαιρίες για να εξοικονομήσετε χρήματα και να κάνετε πιο έξυπνες συναλλαγές.
Ξεκινήστε δωρεάν τώρα, ή μάθετε περισσότερα για το επαγγελματικά προετοιμασμένα φορολογικά σχέδια!
Αποποίηση ευθύνης: Το παρόν υλικό έχει συνταχθεί μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και δεν προορίζεται για την παροχή φορολογικών, νομικών ή οικονομικών συμβουλών. Θα πρέπει να συμβουλευτείτε τους δικούς σας φορολογικούς, νομικούς και λογιστικούς συμβούλους πριν προβείτε σε οποιαδήποτε συναλλαγή.
