如何理解量子計算對區塊鏈的「威脅論」？

文/許麗萍

前段時間有媒體報道稱，如果有人能造出一台具有4000個以上量子比特的量子計算機，將可以重構（瓦解）區塊鏈。事實果真如此嗎？

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先來了解一下，什麼是量子計算機。

簡單來說，量子計算機的運行單位是量子比特（qubit）而非普通計算機的比特（bit）。普通計算機只能依靠1或0這兩種狀態進行數據的存儲；而一台擁有兩個量子位的量子計算機，卻可以實現00、01、10和11這4種不同的有效狀態值。

這意味著，量子計算機每一個量子比特的運算能力都遠遠高於傳統比特。而且，當量子比特數量越大時，這種運算速度的優勢將越明顯。

按照耶魯大學羅伯特·舍爾科普夫教授（Robert Schoelkopf）的說法，「當量子計算機擁有50或者100個量子比特，而且這些量子比特能工作得很好，那麼你就可以用這個量子計算機做世界上任何普通計算機永遠都不可能做的計算工作」。

縱觀量子計算機的發展史，在20世紀的八十年代，量子計算機可以說更多是處於紙上談兵狀態。一直到1994年彼得·秀爾提出了量子質因子分解演算法後，量子計算機才變成了熱門的話題。而在二十多年後的2017年，世界首台量子計算機才與眾人見面。

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什麼會有人認為對區塊鏈有威脅呢？主要是因為其強大的計算能力會使區塊鏈的安全防線變得不再牢固。

大家知道，比特幣的安全協議涉及兩種類型的密碼學，即挖掘過程中使用的散列函數（哈希函數）和用於在區塊鏈上提供數字簽名的非對稱密碼術。量子計算機未來能很快破解哈希函數，從而壟斷整個區塊鏈。甚至有預測稱，2027年量子計算機的舒爾演算法（Shor』s algorithm）能在十分鐘內破解密鑰。

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然而，量子計算機真有那麼可怕？大家其實不用太過於恐慌。

因為現實的情況是，目前的量子計算機最多實現72比特的計算能力，並且越往上增加難度越大。比如，實現量子計算還面臨著一項基礎性困難，隨機波動、量子比特的熱能甚至基本的量子物理過程都可能會改變數子比特所處的狀態，對它造成干擾。

而量子計算在發展的同時，密碼學必然也會與時俱進，10年後的量子計算機遇現有的區塊鏈密碼體系不可相提並論。所謂的量子霸權，不容易實現。

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