量子计算机会成为比特币的终结者吗?

作者:李茗(弦子科技创始人) 编者注:本文作了不改变作者原意的修改。

在谷歌高调宣布成功演示“量子霸权”后,一度引发以比特币投资者的恐惶与担心,据说用200秒时间就可以完成传统超级计算机耗时1万年才能解决的问题,如此一来比特币用的椭圆曲线签名算法(ECDSA)很容易会被破解。

一旦某个地址发生转账行为,借助量子计算机通过公钥可以找到私钥,该地址的钱就可能被盗取。于是有人惊呼以密码学为框架、以算法为基础的加密货币,面对计算能力指数级增长的量子计算,很可能面临灭顶之灾。量子计算机的问世对比特币将会产生哪些影响?比特币能否扛得住量子计算机算力带来对冲击?众说纷纭。

那么比特币的加密算法真的会在量子计算机面前不堪一击,无处遁形呢?

在我国政协副主席、科技部部长万钢兼任院长的中国科学技术发展战略研究院在《科技中国》2017年第九期发布的《量子计算技术发展现状与趋势》一文对量子计算是这么描述的:量子计算是指利用纠缠的量子态作为信息载体,利用量子态的线性迭加原理进行信息并行计算的方案。

大家所提及的量子计算机“量子霸权”又被称为“量子优势”,是指量子计算机相比于目前传统意义上的计算机具有碾压性的优势,功能非常强大的量子计算机可以完成现有计算机几乎不可能完成的任务。比如谷歌宣称用200秒时间就可以完成传统超级计算机耗时1万年才能解决的问题。量子计算机问世,会对比特币产生哪些影响,要搞清楚这件事,我们需

要先来普及一下量子计算机知识。

可能有很多人认为量子是一种微观粒子。这概念其实并不对。“量子”是目前人类所认知的能量的最小单位。能量的最小单位并不是一个连续过程,而是一份一份的,用量子这个概念来表达。量子技术最重要的一个特征如同传统计算机是通过集成电路中的通断来实现0和1的区分,其基本单元为硅晶片一样。量子计算机也有着自己的基本单位——昆比特(qubit)。

昆比特又称量子比特,它通过量子的两态的量子力学体系来表示0或1。比如光子的两个正交的偏振方向,磁场中电子的自旋方向或核自旋的两个方向,原子中量子处在两个不同能级等,这些状态在被观察时,会坍塌成为“0”或是“1”,也就是变成了确定的值,这和经典量子理论“薛定谔的猫”是一个道理。量子计算的原理就是将量子力学系统中量子态进行演化结果。

  量子计算机的巨大威力  

中国科学技术发展战略研究院在《量子计算技术发展现状与趋势》一文指出,

“量子计算机具有极高的并行计算能力,可以将经典计算机几乎不可能完成的某些计算难题,诸如大数分解、复杂路径搜索等,在可接受的时间内予以解决。以量子计算为基础的信息处理技术的发展有望引发新的技术革命,为密码学、大数据和机器学习、人工智能、化学反应计算、材料设计、药物合成等许多领域的研究,提供前所未有的强力手段,对未来社会的科技、经济、金融,以及国防安全等产生革命性的影响。”

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