Kriptovalūtu ieviešanai 2020. gadu sākumā strauji pieaugot, blokķēde kļuva par aktuālu tēmu ziņās. 2023. gadā mākslīgais intelekts nonāca tehnoloģiju uzmanības centrā. Kas tālāk? Mēs redzam vēl vienu tehnoloģiju revolūciju, kas saistīta ar kvantu skaitļošanu, kurai būs nozīmīgāka ietekme nekā blokķēdei un mākslīgajam intelektam.
Kvantu skaitļošanas pasaules jaunumi sāka radīt ažiotāžu plašsaziņas līdzekļos 2023. gada beigās. Kvantu skaitļošana pati par sevi mainīs visu klasisko skaitļošanas infrastruktūru, kādu mēs to pazīstam. Apvienojumā ar mākslīgo intelektu tai būs tāda ietekme, kādu lielākā daļa no mums vēl pat nevar iedomāties.
Ko tas nozīmē blokķēdei — tehnoloģijai, kas darbojas uz klasiskas skaitļošanas pamatiem? Pirms atbildes sniegšanas mums jāatgādina kvantu skaitļošana un tās nozīme.
Kas ir kvantu mehānika un skaitļošana?
Kvantu mehānika ir fundamentāla fizikas teorija, kas apraksta matērijas un enerģijas uzvedību atomu un subatomu līmenī.
Pēdējo 100 gadu laikā cilvēki ir ieguvuši ticamu izpratni par to, kā darbojas pasaule, sākot no novērojamā līdz atomu līmenim. Tomēr matērija uzvedas citādi subatomu līmenī, kur daļiņas ir mazākas par atomiem.
Kvantu skaitļošanā tiek izmantota kvantu mehānika, lai veiktu darbības ar datiem. Bez kvantu skaitļošanas mums nav uzticama veida, kā aplūkot notiekošo subatomiskajā (kvantu) līmenī.
Ņemot vērā, ka dabas pasaule, sākot no kosmosa līdz dabai un cilvēka ķermenim, būtībā ir atkarīga no tā, kas notiek kvantu līmenī, neizpratne par kvantu procesiem ir milzīga aklā zona cilvēces pašreizējā zināšanu bāzē.
Kā kvantu skaitļošana atšķiras no klasiskās skaitļošanas
Kvantu skaitļošana fundamentāli atšķiras no klasiskās skaitļošanas. Klasiskā skaitļošana ir bināra, balstoties uz bitiem vienā no diviem stāvokļiem (0 vai 1).
Kvantu biti jeb kubiti var ne tikai pastāvēt vairākos stāvokļos, bet arī to darīt vienlaicīgi. Šī dualitāte eksponenciāli palielina informācijas apjomu, ko sistēma var analizēt. Kvantu datori var analizēt milzīgu datu apjomu daudz ātrāk nekā esošās sistēmas.
Fiziķis Dr. Mičio Kaku izmanto piemēru par peli, kas iet cauri labirintam, lai otrā galā iegūtu siera gabalu, lai izprastu fundamentālo atšķirību starp kvantu datoru un klasisko datoru veiktspēju.
Kā zināms, labirintā pelei ir vairākas iespējas, bet tikai viena ir pareizais ceļš, kas ved uz sieru. Klasiskā skaitļošanas sistēma katru iespēju kartētu atsevišķi, galu galā nonākot pie ceļa, kas ved uz sieru.
Kvantu dators vienlaikus kartē visas iespējas, acumirklī izmantojot pareizo ceļu. Tas interaktīvs raksts no Financial Times arī lieliski pēta atšķirības starp klasisko un kvantu skaitļošanu.
Kvantu skaitļošanas galvenie principi
Kvantu mehānika ir ļoti tehniska. Lielākā daļa cilvēku nesaprot principu pamatā esošo matemātiku, un tas ir labi. Jums nav jāzina, kā viss darbojas, lai izprastu pamatprincipus.
Kubiti: Atšķirībā no klasiskajiem bitiem, kubiti var atrasties 0, 1 vai jebkurā šo stāvokļu kvantu superpozīcijā. Šis tips ļauj kvantu datoriem vienlaikus apstrādāt milzīgu informācijas apjomu, eksponenciāli palielinot to potenciālo skaitļošanas jaudu.
Superpozīcija: Šis princips ļauj kubitiem vienlaikus pastāvēt vairākos stāvokļos, atšķirībā no klasiskajiem bitiem, kas ir vai nu 0, vai 1. Superpozīcijas princips ir iemesls, kāpēc kvantu datori var veikt daudzus aprēķinus vienlaikus, piedāvājot potenciāli milzīgas ātruma priekšrocības specifisku problēmu risināšanā.
Sapinums: Kvantu sapīšanās ir parādība, kad kubiti kļūst savstarpēji saistīti, un viena kubita stāvoklis var būt atkarīgs no otra kubita stāvokļa neatkarīgi no tā, cik tālu tie atrodas viens no otra. Šī savienojamība ir svarīga, jo tā ļauj ātri apstrādāt informāciju un ir kvantu skaitļošanas jaudas pamatā.
Kvantu algoritmi: Kvantu datori izmanto dažādus algoritmus, lai izmantotu superpozīciju un sapīšanos.
Pieteikumi: Kvantu skaitļošanai ir potenciāls revolucionizēt dažādas jomas, risinot sarežģītas problēmas, kuras pašlaik nav iespējams atrisināt ar klasiskajiem datoriem. Tas ietver kriptogrāfiju, zāļu atklāšanu, lielu sistēmu, piemēram, piegādes ķēžu, optimizāciju, finanšu modelēšanu un sarežģītu zinātnisku problēmu risināšanu.
Kvantu skaitļošanas priekšrocības un draudi
Viena no kvantu skaitļošanas būtiskajām priekšrocībām ir tā, ka sarežģītu problēmu risināšana notiek ātrāk nekā ar tradicionālajiem datoriem. Zemāk redzamajā grafikā ir parādīts viens aprēķins par to, cik daudz ātrāka būs kvantu skaitļošana salīdzinājumā ar klasisko skaitļošanu.
Piemēram, dažas medicīnas pētījumu jomas ir saskārušās ar grūtībām, izmantojot klasiskos datorus. Kvantu skaitļošana sniegs jaunas atziņas vēža pētniecībā, ko zinātnieki nevar iegūt ar klasisko skaitļošanu.
Iekš klimata pārmaiņas arēnā tas var paātrināt atjaunojamās enerģijas attīstību, uzlabot laika prognozēšanas modeļus un palīdzēt samazināt emisijas autobūves un kuģniecības nozarēs.
Tomēr kvantu skaitļošana rada arī ievērojamus draudus, īpaši kiberdrošības jomā. Eksperti apgalvo, ka kvantu datori varētu uzlauzt jebkuru pašreizējo kriptogrāfisko protokolu, padarot lielu daļu mūsdienu šifrēšanas novecojušu un radot ievērojamu risku datu drošībai dažādās nozarēs, tostarp aizsardzības, finanšu, valdības un veselības aprūpes jomā.
Tas mūs noved pie jautājuma par kvantu skaitļošanu blokķēdes nākotnē. Vai drīzāk, vai blokķēdei ir vieta nākotnē, kurā dominē kvantu skaitļošana?
Kvantu skaitļošana un blokķēde
Tā kā blokķēde balstās uz kriptogrāfiju, kvantu skaitļošana rada potenciālus izaicinājumus blokķēdes drošībai. Šeit ir pārskats par to, kā kvantu skaitļošana varētu ietekmēt blokķēdi:
Kriptogrāfijas ievainojamība
Pašreizējās blokķēdes tehnoloģijas drošība lielā mērā ir atkarīga no kriptogrāfiskiem algoritmiem, kurus klasiskajiem datoriem ir grūti uzlauzt no skaitļošanas viedokļa.
Kvantu datori, kas veic sarežģītus aprēķinus efektīvāk nekā klasiskie datori, varētu potenciāli uzlauzt šos kriptogrāfiskos algoritmus.
Ietekme uz Bitcoin un citām kriptovalūtām
Kvantu skaitļošana varētu īpaši apdraudēt darba pierādījuma (PoW) kriptovalūtas, piemēram, Bitcoin. Kvantu datori varētu daudz ātrāk atrisināt darba pierādījuma (PoW) problēmas un izjaukt kriptovalūtu ieguves ekonomiku.
Arī lietotāju atslēgu drošība ir apdraudēta. Kvantu datori teorētiski varētu iegūt lietotāja privāto atslēgu no viņa publiskās atslēgas.
Blokķēdes progress kvantu izturīgu algoritmu un kriptogrāfijas jomā
Kvantu skaitļošanas radītie draudi ir izraisījuši pieaugošu interesi blokķēdes kopienā par kvantu izturīgu vai postkvantu kriptogrāfisku algoritmu izstrādi, kas ir droši pret kvantu uzbrukumiem. Tie ietver uzlabotas kriptogrāfiskās metodes, pamatā esošos protokolus un tīkla struktūras izmaiņas.
Nacionālais standartu un tehnoloģiju institūts (NIST) ir strādāt pie standartizējot postkvantu kriptogrāfiju, kas vadīs kvantu izturīgu kriptogrāfisko algoritmu ieviešanu blokķēdē un citās nozarēs. Tiek izstrādāti arī citi centieni:
- Kvantu izturīga virsgrāmatas fondsKvantu izturīgu standartu izstrāde un popularizēšana. NIST ir ieteicis arī uz stāvokli balstītas jaucējsignatūras shēmas, tostarp XMSS, ko izmanto Quantum Resistant Ledger.
- Kvantu blokķēdes alianseDarbs pie kvantu izturīgu standartu izstrādes un popularizēšanas.
- Amerikas Attīstības banka, IDB laboratorija, LACChain, Cambridge Quantum Computing (CQC) un Tecnológico de Monterrey: darbs pie kvantu apdraudējumu identificēšanas un novēršanas blokķēdes tīklos.
- IOTAPopulārs dažu uz jaucējkodu balstītu parakstu ieviešanai.
- Hyper Cash (HC)Kvantu izturīga kriptovalūta.
Lai gan kvantu skaitļošana rada potenciālus riskus blokķēdes drošībai, jo īpaši attiecībā uz kriptogrāfiskajiem algoritmiem, blokķēdes kopiena apzinās šīs problēmas un strādā pie risinājumiem. Kvantu izturīgu tehnoloģiju izstrāde nodrošinās blokķēdes sistēmu ilgtermiņa drošību un dzīvotspēju kvantu skaitļošanas laikmetā.
Virzība uz priekšu
Kvantu skaitļošanas progress ir sasniedzis punktu, kurā vairs nav jautājums par to, vai tehnoloģija nonāks pētniecības laboratorijās, bet gan par to, kad tā nonāks plašākā apritē. Bet cik ilgs laiks būs nepieciešams? Pēdējos gados pētnieki ir apgalvojuši, ka līdz funkcionējošiem kvantu datoriem esam nonākuši jau vairākus gadu desmitus.
Pašreizējie kvantu datori ir trausli un tos apdraud virkne vides faktoru. Tiem nepieciešama darba temperatūra, kas ir pēc iespējas tuvāka absolūtajai nullei. Vienkārša vecmodīga strāvas padeves pārtraukums var izraisīt kvantu kušanu. Zemes magnētiskais lauks un lokālais starojums arī palielina kļūdu līmeni kvantu datoru aprēķinos.
Tomēr, kā redzējām ar mākslīgo intelektu, tehnoloģiju sasniegumi ir dinamiski, un to laika grafiks mēdz paātrināties. 2023. gada jūnijā papīrs IBM un Kalifornijas Universitātes Bērklija pētnieki pierādīja, ka pat pašreizējie kļūdainie kvantu datori var sniegt būtiskas priekšrocības, kas pārsniedz mūsdienu klasisko datoru sniegtās iespējas.
Izņemot iekšā filmas, jūsu kriptovalūta, visticamāk, tuvākajā nākotnē būs pasargāta no kvantu uzlaušanas.
Kriptovalūtu investoriem tas ir tiešāks drauds sirdsmieram! Ja ieguldāt kriptovalūtā, ZenLedger var palīdzēt ātri aprēķināt kriptovalūtu nodokļus un atrast iespējas ietaupīt naudu un tirgoties gudrāk.
Sāciet darbu tagad bez maksasvai uzziniet vairāk par mūsu profesionāli sagatavoti nodokļu plāni!
Atruna: Šis materiāls ir sagatavots tikai informatīviem nolūkiem un nav paredzēts nodokļu, juridisko vai finanšu konsultāciju sniegšanai. Pirms jebkura darījuma veikšanas jums jākonsultējas ar saviem nodokļu, juridiskajiem un grāmatvedības konsultantiem.
