區塊鏈:谷歌72位量子計算機來了！比特幣有可能被破解

在近日的美國物理學會上，Google實驗室的公布了最新一代量子處理器Bristlecone，Bristlecone是一款72位量子位處理器，錯誤率只有1%。這款處理器不僅能夠幫助科學家們進行量子模擬的探索，還能夠在量子機器學習上有所應用。

最為重要的是，Google實驗室謹慎且樂觀的認為：如果一切運行良好的話，量子霸權將在未來幾個月到來。

Google

為何我們需要量子計算機

按照摩爾定律，計算機的計算力將永遠增長，但事實并非如此。

隨著工藝的提升，CPU的工藝在納米級上越來越小，它有可就會變成一個原子大小，而任何納米管和傳統工藝都將對此毫無辦法。此外晶體管數量的增加會帶來很多問題，晶體管之間的漏電情況加劇，影響晶體管的正常工作，同時芯片會消耗更多的電力，產生更多的熱量。

動態 | 谷歌趨勢數據：“bitcoin”搜索量創14個月以來新高:谷歌趨勢（Google Trends）數據顯示，關鍵詞“bitcoin（比特幣）”的搜索量最近創下了自2018年2月以來14個月的新高，當時比特幣價格在在8000美元至1.1萬美元之間。目前比特幣價格約為8000美元。[2019/5/19]

晶體管增長

聰明的你可能會想到，為什么不增大CPU的面積以放下更多的晶體管呢？事實是，更大的表面積在帶來更好散熱效果的同時，也需要更大的電壓來驅動，適得其反。

在算法上，經典計算機也存在著局限性：經典計算機在運算時只有“0"、“1”兩種狀態，這種運算方式計算常規數學模型上不會有任何問題，但遇到了一些特定場景上就無能為力了。比如化學反應中的分子的變化，每個分子的變化都會影響到其它分子，它們的變化規律不是0.1.2.3.4.5，而是同時從0變成了5，運算量呈指數爆炸級增長。

谷歌禁止加密貨幣廣告或因將進入谷歌官方加密貨幣:據英國獨立報消息，行內一位專家表示，谷歌限制比特幣甚至是所有加密貨幣廣告的做法是很糟糕的想法，甚至很可能是不道德的。谷歌的這項新禁令將在這個月正式生效。該專家稱，谷歌和facebook確實頂著不少監管壓力，但是它們網頁上仍有和別的不太合法的內容。有猜測稱，谷歌此番加密貨幣廣告禁令或是因為想要引入谷歌自己的加密貨幣，所以谷歌才在現在移除其他加密貨幣的廣告。五月份的時候，有消息透露谷歌似乎與以太坊的創始人有所接觸。[2018/6/4]

所以說經典計算機面臨危機是必然的，人類世界日益增長的計算需求與落后的計算能力之間的矛盾也勢必變得越來越突出，量子計算機也成了各大科技公司必爭之地。

Google量子計算機偉大之處

6月起谷歌將禁止加密貨幣等代幣廣告:谷歌今日更新服務條款稱，將于2018年6月起禁止數字加密貨幣、ICO和二元期權廣告。谷歌表示，自2018年6月起將不再提供廣告服務的內容包括，“二元期權和同義產品；數字加密貨幣及其相關內容：包括但不僅限于ICO（首次代幣發行），數字加密貨幣交易、數字加密貨幣錢包和數字加密貨幣交易建議。”此外，關于差價合約（CFD）、滾動即期外匯和金融點差交易的廣告也會一并禁止。[2018/3/14]

量子計算機的原理解釋起來相當困難，簡單來說，在量子信息中有一個名詞叫“量子比特”，量子比特可以制備在兩個邏輯狀態的疊加體，它可以同時存儲“0”"1"。如果是N個量子比特，理論上可以同時存儲2^N的數據。比如250個量子比特可存儲的數據就是2^250，這個數字比已知宇宙所有原子加起來還要多。

比特幣的谷歌搜索量在南非激增疑與經濟不確定性增加相關:在過去12個月中，南非每月搜索“比特幣”的月度平均搜索量目前估計為10萬到100萬之間，位于全球前列。同時南非的點對點比特幣交易量也似乎在上漲。自本周一以來，交易額（以本地貨幣的每周價格計價）首次超過20,000,000蘭特（約170萬美元）。許多分析師認為總理Ramaphosa新推出的土地政策，即將白人擁有的財產強制重新分配給沒有農地的黑人公民，增加了經濟不確定性，并使南非獲得評級機構穆迪對該國主權信用的第四次降級，于是更多人將比特幣作為保值資產的首選。[2018/3/13]

量子計算機在進行運算時，可以同時計算2^N的數學運算，相當于經典計算機要重復2^N的計算，由此可見，量子計算機可以節約大量的時間和計算單元。

那么同樣是量子計算機，為什么這次Bristlecone如此引人矚目？這里面有必要科普一下量子霸權，即50量子比特的量子計算機優于現在的任何一臺經典計算機。達到量子霸權才算真正意義的量子計算機。

錯誤率和量子比特的關系

我們知道量子的狀態是非常不穩定的，所以僅有50個量子比特是遠遠不夠的，因為量子比特的量子糾纏會出錯，只有足夠多的量子比特和低的錯誤率才能實現真正意義的量子霸權。根據Google的說法，當量子計算機的錯誤率低于1%，數量接近100個量子比特時就才可以達到量子霸權。

左圖為Bristlecone，右圖為量子比特結構

目前來看，在錯誤率上，谷歌在72位量子計算機上已經實現了這個目標，單量子比特門為0.1%，雙量子比特門為0.6%，無論是量子比特的數量還是錯誤率，Google再次領先全世界，接下來就看IBM和微軟的了。

量子計算機可輕易破解比特幣

目前量子計算機只在科研領域有所應用，但如果真如Google實驗室所言，Bristlecone能達到量子霸權，那么比特幣等基于區塊鏈技術的虛擬貨幣可能將被破解。

我們知道礦工挖礦就是使用SHA-256哈希函數為每個區塊計算一個隨機數，這個過程所得到的結果非常容易被驗證，但是很難被找到。

而就像上面所說，比特幣的規定是處理得更多的那個區塊加入區塊鏈，另一個區塊則作廢。舉個例子，這就像于在一個賬簿里有51個人說你在銀行存了100塊錢，而49個人說你存了50塊錢，這種情況下，區塊鏈算法少數服從多數，銀行認為你存了100塊錢是真，存了50塊錢是假。

區塊鏈風險

所以一旦一位礦工擁有51%的算力，其他后續礦工將無法繼續獲得比特幣。

未來隨著量子計算機量子比特的增長，區塊鏈采用的非對稱密碼算法，即公鑰密碼系統也會受到更大的威脅。

通過使用量子計算機，可以很容易地反過來運行用公鑰推定私鑰的過程，每個人的私鑰都會被量子計算機輕易地推斷出來。外媒Motherboard認為一個4000量子比特的量子計算機就可以瓦解區塊鏈，也就是說哪個人或團隊先做出并應用這樣的量子計算機就可以解出并驗證每一筆交易，未來會產生的還未流通的所有加密貨幣都會被其壟斷，加密貨幣的信任系統將被瓦解。

嚴格意義上講，量子計算機的問世會威脅到現有體系所有的加密學，將改寫整個金融和銀行業的安全防護。

當然，需要補充一點的是，關于量子計算機能否取代經典計算機的問題，很多科學家對此都表示否定。因為量子計算機的計算特點決定了它只能應用在少部分領域中，而經典計算機的工作范圍遠遠超過量子計算機。

最后提醒區塊鏈技術開發者，雖然現在量子計算機仍然處于萌芽時期，達到技術成熟還有很遠，但是各位要從現在開始警惕量子計算機這個怪獸了，它將顛覆世界。

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