Содержание статьи:
- Проблема
- Что такое квантовая физика?
- Что такое квантовый компьютер?
- Кто придумал квантовый компьютер?
- Что такого особенного в квантовых вычислениях?
- Как создаются квантовые компьютеры?
- Квантовые компьютеры могут взломать криптовалюту?
- Вывод
Квантовые вычисления - это следующий гигантский шаг вперед в области вычислений. Но это также может быть глобальным разрушением. Мы исследуем эту новую технологию далее в статье.
Квантовые вычисления и квантовая физика звучат как научная фантастика: все состоит из волн и частиц, материя может присутствовать в одном и том же месте в одно и то же время, а частицы могут быть отправлены на другую сторону галактики, но при этом оставаться связанными. Удивительно?
Да. Научная фантастика? Уже нет. В этой статье рассматривается, что такое квантовые компьютеры и какую угрозу они представляют для криптоиндустрии.
Проблема
Ученые и исследователи начинают использовать возможности квантовой физики для создания мощных компьютеров, способных нарушить мировые алгоритмы шифрования.
Помимо только , квантовые вычисления могут угрожать безопасности глобальной финансовой системы, сверхсекретных спецслужб, а также всех данных на вашем телефоне.
Что такое квантовая физика?
Также известная как квантовая механика, квантовая физика - это тип физики, который применяется только к вещам, которые достаточно малы для применения их правил.
В классической физике почти все ведет себя предсказуемо - расчеты и измерения могут быть точными. Как только вы начинаете изучать объекты размером с квантовую физику, все становится гораздо более непредсказуемым.
Измерения и вычисления в квантовой физике не являются точными - их можно угадать только с использованием вероятностей. На квантовом уровне частицы могут начать вести себя как волны и даже внезапно менять состояния в зависимости от того, предсказывается это или нет. В квантовой сфере все становится неопределенным.
Что такое квантовый компьютер?
Используя законы квантовой механики, квантовые компьютеры могут быть экспоненциально более мощными, чем наши современные компьютеры с топовым железом.
Самая важная вещь для понимания квантовых компьютеров - это квантовые биты или кубиты. Классический компьютер использует биты, которые представлены в формате: «0» и «1».
Нормальные биты являются двоичными - они либо включены, либо выключены - по одному состоянию за раз.
Кубиты могут быть «0», «1», переключаться между ними или быть обоими одновременно. Поскольку базовыми единицами квантовых компьютеров являются эти магические кубиты, квантовые компьютеры могут выполнять функции или вычисления со скоростью, к которой обычные компьютеры даже близко не могут приблизиться - поэтому однажды они смогут сломать шифрование в криптографии.
Вот пример: если у нас есть четыре бита от обычного компьютера, они могут быть в любой из 16 комбинаций, то есть 1000, 1100, 1110, но вы можете выбрать только одну комбинацию при расчете.
Однако с четырьмя кубитами они могут быть во всех этих 16 позициях одновременно. Всего 20 кубитов могут хранить более миллиона значений, что позволяет квантовому компьютеру справляться со всеми проблемами, выполняя все вычисления параллельно и не по одному за раз.
Кто придумал квантовый компьютер?
Идея квантовой механики восходит к исследованиям 1900 года, от Макса Планка, который считается отцом квантовой теории.
Квантовые компьютеры появятся позже в 1980-х и 1970-х годах, когда Пол Бениофф доказал, что можно построить компьютер, работающий по законам квантовой физики.
Что такого особенного в квантовых вычислениях?
Поскольку кубит может переключаться между состояниями - будь то «1», «0» или находиться в нескольких состояниях одновременно, кубиты могут выполнять несколько вычислений параллельно или одновременно.
Кубиты позволяют квантовым компьютерам обрабатывать сложные вычисления настолько быстро, что, в то время как нормальному компьютеру потребуется более полмиллиарда лет, чтобы взломать шифрование , квантовый компьютер может взломать его менее чем за 10 минут
«Точный физический механизм, работающий в квантовом компьютере, является теоретически сложным и интуитивно беспокоящим. Как правило, это объясняется в терминах мультимировой интерпретации квантовой физики, когда компьютер выполняет вычисления не только в нашей вселенной, но и в других вселенных одновременно». - Эндрю Циммерман Джонс.
Как создаются квантовые компьютеры?
Традиционные компьютеры по сути состоят из миллионов крошечных переключателей, которые управляют потоком электронов. Но поскольку мы сократили эти вентили до субатомного уровня, способность контролировать, течет ли электричество через вентили или нет, становится немного сложной задачей.
Благодаря идее, называемой квантовым туннелированием, когда мы добираемся до субатомного уровня, электроны могут просто перепрыгивать через вентили по своему желанию, что делает способность машины управлять этим потоком бесполезным. В результате квантовые компьютеры сделаны совсем по-другому.
Они работают в странном и удивительном мире субатомных частиц, где кубиты совершают странные вещи, такие как нахождение в одном из 16 состояний одновременно - до тех пор, пока их не обнаружат, и они не упадут в одно состояние.
В результате «квантовые вентили», в отличие от «логических вентилей», которые используются в традиционных вычислениях, проходят через процесс, в котором он устанавливает некоторые кубиты, применяет квантовые вентили, чтобы «запутать» их, манипулирует возможными вероятностями и затем измеряет результат. Запутались? Да, это все не так просто понять.
Но вам нужно понять, что для того, чтобы контролировать этот процесс, Google, например, использует специальный сверхпроводящий металл, работающий при температурах, которые в восемь раз холоднее чем в космосе, что далеко от нашего обычного ПК. Поэтому квантовые компьютеры вряд ли покинут лабораторию в ближайшее время и окажутся у нас вместо ПК.
Квантовый вентиль — это базовый элемент квантового компьютера, преобразующий входные состояния кубитов на выходные по определённому закону.
Квантовые компьютеры могут взломать криптовалюту?
По словам умных людей, таких как основатель Etherum Виталик Бутерин и крипто-евангелист Андреас Антонополус, пока нет необходимости паниковать по поводу квантовых компьютеров. По словам Антонополуса, в настоящее время квантовые компьютеры еще недостаточно мощны, чтобы взломать криптовалюту.
Теоретически, квантовые вычисления могут сломать криптографию, обеспечивающую защиту криптовалют, таких как Биткойн и , но, по мнению , квантовые компьютеры, подобные анонсированному от Google, являются скорее доказательством концепций, чем полностью реализованными технологиями.
Текущая криптография, используемая в основных блокчейна, также может быть достаточно сильной, чтобы противостоять даже полностью реализованным квантовым компьютерам, что означает, что не вся криптография будет уязвимой.
Квантовые компьютеры могут использоваться не только для взлома криптографии, но и для создания более мощного шифрования. Существуют планы обновления для блокчейнов, таких как Ethereum, для сопротивления квантовым компьютерам.
Вывод
Учитывая, что даже сейчас, пока мы в безопасности, мир криптовалют не рискует и в будущем. Квантово-устойчивые блокчейны, такие как Praxxis и QAN, уже разрабатываются для подготовки к потенциальному квантовому апокалипсису.
Мы можем быть уверены и знать, что даже если квантовые компьютеры начнут захватывать мир - наша криптовалюта будет в безопасности.
