I takt med att kryptovalutor ökade i popularitet i början av 2020-talet blev blockkedjeteknik ett trendigt ämne i nyheterna. År 2023 stal AI teknikens rampljus. Vad händer härnäst? Vi ser ytterligare en teknikrevolution brygga med kvantberäkning, som kommer att ha en mer betydande inverkan än blockkedjeteknik och AI.
Uppdateringar från kvantberäkningsvärlden började skapa medieopinion i slutet av 2023. Kvantberäkning kommer på egen hand att förändra hela den klassiska datorinfrastrukturen som vi känner den. I kombination med AI kommer det att ha en inverkan som de flesta av oss ännu inte ens kan föreställa oss.
Vad innebär detta för blockkedjeteknik, en teknik som bygger helt på klassisk databehandling? Innan vi svarar på det behöver vi en repetition om kvantberäkning och varför det är viktigt.
Vad är kvantmekanik och databehandling?
Kvantmekanik är en grundläggande teori inom fysiken som beskriver beteendet hos materia och energi på atomär och subatomär nivå.
Under de senaste 100 åren har människor fått en tillförlitlig förståelse för hur världen fungerar, från observerbar nivå till atomär nivå. Materia beter sig dock annorlunda på subatomär nivå, där partiklar är mindre än atomer.
Kvantberäkning använder kvantmekanik för att utföra operationer på data. Utan kvantberäkning har vi inget tillförlitligt sätt att se vad som händer på subatomär (kvant) nivå.
Med tanke på att den naturliga världen, från rymden till naturen till människokroppen, i grunden är beroende av vad som händer på kvantnivå, är bristande insikt i kvantprocesser en enorm blind fläck i mänsklighetens nuvarande kunskapsbas.
Hur kvantberäkning skiljer sig från klassisk databehandling
Kvantberäkning skiljer sig fundamentalt från klassisk beräkning. Klassisk beräkning är binär och förlitar sig på bitar i ett av två tillstånd (0 eller 1).
Kvantbitar, eller qubits, kan inte bara existera i flera tillstånd, utan de kan göra det samtidigt. Denna dualitet ökar exponentiellt mängden information som systemet kan analysera. Kvantdatorer kan analysera stora mängder data mycket snabbare än befintliga system.
Fysikern Dr. Michio Kaku använder ett exempel av en mus som går genom en labyrint för att få en bit ost i andra änden för att förstå den grundläggande skillnaden mellan prestandan hos kvantdatorer kontra klassiska datorer.
Som ni vet har en labyrint flera alternativ för musen, men bara ett är den rätta vägen som leder till osten. Det klassiska datorsystemet skulle kartlägga varje alternativ individuellt och så småningom komma fram till vägen som leder till osten.
En kvantdator kartlägger alla möjligheter samtidigt och använder omedelbart rätt väg. interaktiv artikel från Financial Times gör också ett fantastiskt jobb med att utforska skillnaderna mellan klassisk och kvantberäkning.
Viktiga principer för kvantberäkning
Kvantmekanik är väldigt tekniskt. De flesta förstår inte matematiken bakom principerna, och det är okej. Man behöver inte veta hur allting fungerar för att förstå de grundläggande principerna.
Qubits: Till skillnad från klassiska bitar kan qubitar vara i tillståndet 0, 1 eller vilken kvantsuperposition som helst av dessa tillstånd. Denna typ gör det möjligt för kvantdatorer att bearbeta stora mängder information samtidigt, vilket exponentiellt ökar deras potentiella beräkningskraft.
Täcka över: Denna princip gör det möjligt för qubits att existera i flera tillstånd samtidigt, till skillnad från klassiska bitar som antingen är 0 eller 1. Superpositionsprincipen är anledningen till att kvantdatorer kan utföra många beräkningar samtidigt, vilket erbjuder potentiellt enorma hastighetsfördelar för specifika problem.
Förveckling: Kvantförvirring är ett fenomen där qubitar blir sammankopplade, och tillståndet för en qubit kan bero på tillståndet för en annan, oavsett hur långt ifrån varandra de är. Denna sammankoppling är viktig eftersom den möjliggör snabb informationsbehandling och är central för kvantberäkningens kraft.
Kvantalgoritmer: Kvantdatorer använder olika algoritmer för att utnyttja superposition och sammanflätning.
Program: Kvantberäkning har potential att revolutionera olika områden genom att hantera komplexa problem som för närvarande är svåra att lösa för klassiska datorer. Detta inkluderar kryptografi, läkemedelsutveckling, optimering av stora system som leveranskedjor, finansiell modellering och lösning av komplexa vetenskapliga problem.
Fördelar och hot med kvantberäkning
En betydande fördel med kvantberäkning är att den löser komplexa problem snabbare än med traditionella datorer. Grafiken nedan illustrerar en uppskattning av hur mycket snabbare kvantberäkning kommer att vara jämfört med klassisk beräkning.
Till exempel har vissa medicinska forskningsområden stött på väggen med klassiska datorer. Kvantberäkningar kommer att ge nya insikter i cancerforskning som forskare inte kan uppnå med klassisk beräkning.
I klimatförändringar arena kan det påskynda utvecklingen av förnybar energi, förbättra väderprognosmodeller och bidra till att minska utsläppen inom bil- och sjöfartsindustrin.
Kvantberäkning medför dock också betydande hot, särskilt inom cybersäkerhet. Experter säger att kvantdatorer kan bryta mot alla nuvarande kryptografiska protokoll, vilket gör mycket av dagens kryptering föråldrad och utgör en betydande risk för datasäkerheten inom olika sektorer, inklusive försvar, finans, myndigheter och hälso- och sjukvård.
Det leder oss till frågan om kvantberäkning i blockkedjeteknikens framtid. Eller snarare, har blockkedjeteknik en plats i en framtid som domineras av kvantberäkning?
Kvantberäkning och blockkedja
På grund av blockkedjeteknikens beroende av kryptografi utgör kvantberäkning en potentiell utmaning för blockkedjeteknikens säkerhet. Här är en översikt över hur kvantberäkning kan påverka blockkedjetekniken:
Kryptografisk sårbarhet
Säkerheten hos nuvarande blockkedjeteknik beror till stor del på kryptografiska algoritmer som är beräkningsmässigt svåra för klassiska datorer att knäcka.
Kvantdatorer som utför komplexa beräkningar mer effektivt än klassiska datorer skulle potentiellt kunna förstöra dessa kryptografiska algoritmer.
Påverkan på Bitcoin och andra kryptovalutor
Kvantberäkning skulle specifikt kunna hota Proof of Work (PoW)-kryptovalutor som Bitcoin. Kvantdatorer skulle kunna lösa PoW-problem mycket snabbare och störa kryptobrytningsekonomin.
Användarnas nyckelsäkerhet är också i fara. Kvantdatorer skulle teoretiskt sett kunna härleda en användares privata nyckel från deras publika nyckel.
Blockkedjeframsteg inom kvantresistenta algoritmer och kryptografi
Hotet från kvantberäkning har lett till ett växande intresse inom blockkedjegemenskapen för att utveckla kvantresistenta eller postkvantumkryptografiska algoritmer som är säkra mot kvantattacker. Dessa inkluderar förbättrade kryptografiska tekniker, underliggande protokoll och förändringar i nätverksstrukturen.
Nationella institutet för standarder och teknologi (NIST) är jobbar på standardisering av postkvantkryptografi, vilket kommer att vägleda införandet av kvantresistenta kryptografiska algoritmer inom blockkedjeteknik och andra industrier. Några andra insatser är på gång:
- Kvantresistent Ledger FoundationUtveckla och främja kvantresistenta standarder. NIST har också rekommenderat Stateful hash-baserade signaturscheman, inklusive XMSS, som Quantum Resistant Ledger använder.
- Quantum Blockchain AllianceArbetar med att utveckla och främja kvantresistenta standarder.
- Interamerikanska utvecklingsbanken, IDB-labbet, LACChain, Cambridge Quantum Computing (CQC) och Tecnológico de Monterrey: Arbetar för att identifiera och eliminera kvanthot i blockkedjenätverk.
- IOTAPopulärt för att implementera vissa hashbaserade signaturer.
- HyperCash (HC)En kvantresistent kryptovaluta.
Även om kvantberäkningar utgör potentiella risker för blockkedjesäkerheten, särskilt när det gäller kryptografiska algoritmer, är blockkedjegemenskapen medveten om dessa utmaningar och arbetar med lösningar. Utvecklingen av kvantresistenta tekniker kommer att säkerställa blockkedjesystemens långsiktiga säkerhet och livskraft i kvantberäkningseran.
Flytta framåt
Framstegen inom kvantberäkning har nått en punkt där det inte längre handlar om om utan när tekniken kommer att flytta ut ur forskningslabb och in i mainstream. Men hur lång tid kommer det att ta? Forskare har sagt att vi är årtionden ifrån fungerande kvantdatorer de senaste åren.
Nuvarande kvantdatorer är känsliga och påverkas negativt av en rad miljöfaktorer. De kräver en driftstemperatur så nära absoluta nollpunkten som möjligt. Ett enkelt gammaldags strömavbrott kan orsaka en kvantsmältning. Jordens magnetfält och lokal strålning ökar också felfrekvensen i kvantdatorberäkningar.
Men som vi har sett med AI är tekniska genombrott dynamiska, och deras tidslinje tenderar att accelerera. I juni 2023, en papper av IBM- och UC Berkeley-forskare visade att även de för närvarande bristfälliga kvantdatorerna kan ge relevanta fördelar utöver dagens klassiska datorer.
Förutom i filmerna, din krypto är sannolikt säker från ett kvanthack inom överskådlig framtid.
För kryptoinvesterare ett mer omedelbart hot mot sinnesroen! Om du investerar i kryptovaluta kan ZenLedger hjälpa dig att snabbt beräkna dina kryptoskatter och hitta möjligheter att spara pengar och handla smartare.
Kom igång gratis nu, eller läs mer om vår professionellt utarbetade skatteplaner!
Friskrivning: Detta material har endast utarbetats i informationssyfte och är inte avsett att ge skatte-, juridisk eller finansiell rådgivning. Du bör rådfråga dina egna skatte-, juridiska och redovisningsrådgivare innan du genomför någon transaktion.
