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    量子計算在未來能否提高區塊鏈技術的效率
    來源:互聯網   發布日期:2022-02-24 09:07:24   瀏覽:12505次  

    導讀:區塊鏈技術的主要成功之處在于對不透明的金融流程進行了去中心化的訪問 量子計算機的內在目標是解決傳統計算機不可能解決的問題 隨著區塊鏈技術的使用案例逐漸超出金融和協作,量子計算的突破性研究將有助于將這種計算能力納入我們的日;顒又髁。 量子計算...

    量子計算在未來能否提高區塊鏈技術的效率

    區塊鏈技術的主要成功之處在于對不透明的金融流程進行了去中心化的訪問

    量子計算機的內在目標是解決傳統計算機不可能解決的問題

    隨著區塊鏈技術的使用案例逐漸超出金融和協作,量子計算的突破性研究將有助于將這種計算能力納入我們的日;顒又髁。

    量子計算

    量子計算是一個研究領域,對于每一個參與計算、數據和數據庫管理的人來說,它一直保持著吸引力。研究量子計算為我們提供了更大的接觸范圍,因為我們通過科學發現揭示了我們自然環境的內部工作原理。深入到量子層面的計算研究中,讓我們研究一下我們在這一領域預計會遇到的問題的質量。

    區塊鏈的好處

    "量子 "這個詞指的是現代物理的重要概念。即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,并把最小單位稱為量子。任何在量子水平上描述或互動的物體都會提供非常需要的信息。在圍繞量子計算的討論之前,傳統的計算過程已經極大地改善了人類生活。

    區塊鏈技術為金融業務的進步和重新調整提供了一個框架。該技術的主要成功之處在于,通過分布式賬本技術對傳統上不透明的流程進行了去中心化的訪問。另一個成功是,區塊鏈技術減少了貨幣或投資解決方案中涉及的官僚層,通過 "無信任 "(code is law)解決方案提高了此類流程的效率,降低了交易成本。

    盡管如此,區塊鏈技術仍未能獲得運營共識。人們普遍關注的是如何在區塊鏈技術的核心屬性之間找到適當的平衡:去中心化、可擴展性和安全性。一些人認為可擴展性是這些特性中最難解決的,因為它似乎是一個具有無限度量的相對措施。然而,可擴展性和效率的問題將我們引向區塊鏈和量子計算之間的交叉點。

    量子綠化

    對加密貨幣挖礦的環境擔憂在全球范圍內引發了發散性的爭論。舉例來說,比特幣挖礦是一個電力效率低下的過程,主要是因為它涉及使用高度復雜的計算機硬件來解決復雜的數學方程式。更具體地說,為了 "開采 "一個新的 "區塊"(代碼),礦工必須找到這個計算問題的解決方案,然后通過一個算法設計的共識機制將區塊添加到區塊鏈中。成功找到解決方案的礦工會得到新區塊的BTC獎勵。這個過程需要越來越大的能量來完成,對比特幣的采用就越多。

    不幸的是,在目前的技術水平下,比特幣的碳足跡往往被認為是對環境的傷害。根據《紐約時報》的一篇文章,開采比特幣每年要消耗大約91太瓦時的電力,這比芬蘭的總能耗還要多。

    從另一個角度看,越來越多的人認為,為加密貨幣挖礦部署量子計算將減少能源消耗,緩解環境惡化。量子采礦加強了關于能源效率和采礦活動規;恼f法。如上所述,量子計算機的內在目標是解決傳統計算機(實際上是)不可能解決的問題。例如,量子計算機應該能夠在幾分鐘/幾秒鐘內完成一項任務,而傳統計算機則需要數千年才能完成。因此,這些計算能力的提升也可以幫助提高與區塊鏈挖礦相關的能源效率。

    量子計算是節能的

    量子計算機的耗電量是傳統計算機的100到1000倍以下。這種減少被稱為量子隧道。"隧道 "在這種情況下可能看起來不合時宜,給人的印象是鉆過一個表面。然而,想象一個在表面上滾動的圓球,它有足夠的動能繼續滾動,直到它遇到一個障礙物或表面。要想讓球穿越到障礙物的另一邊,它的總能量(動能和勢能)必須大于障礙物的能量(大約2倍的力量)。如果球的能量小于障礙物的能量,球就會落回它原來所在的位置。只有當球的動能至少是屏障的2倍時,球才會到達屏障的另一邊。

    量子粒子的行為與球不同。它們沒有被障礙物阻擋,而是具有一種波浪式的形式,使它們能夠演化和擴散(或 "隧道")到障礙物的另一邊,就像它們鉆過障礙物一樣。正是這種 "隧道 "發現了效率的提高。

    量子計算的現狀

    量子計算還通過數據加密和隱私增加了額外的安全層,通過產生流動的二進制身份,使黑客無法獲得敏感數據。相反,由于量子計算的一個特點(疊加),量子計算機能夠通過將復數的質因數從指數型變成多項式來破解加密數據。我們可以把這稱為量子的隱私悖論。

    2017年,谷歌宣稱它已經實現了量子化的優勢。在加州大學圣巴巴拉分校實驗物理學家約翰-馬蒂尼斯領導的研究中,谷歌表示其量子計算機,即54量子比特處理器Sycamore,在200秒內完成了世界上最強大的超級計算機需要10000年的計算。然而,應該指出的是,IBM的團隊認為,谷歌的量子優勢的想法是誤導。"谷歌的實驗很好地展示了基于超導的量子計算的進展,在一個53比特的設備上顯示了最先進的門控忠誠度,但它不應被視為量子計算機比經典計算機 "至上 "的證明。"

    對量子力學持謹慎的樂觀態度

    盡管量子計算機的發展取得了進展,但仍應繼續保持謹慎的樂觀態度,因為仍有一些內在的問題,使其難以超越這一領域的研究現狀。固體物理學的進步,通過硅原子等微芯片的發展,仍然需要解決量子計算機面臨的熱和電的干擾。量子計算機也有大約1%的高誤差閾值,任何形式的振動都會影響到相關的亞原子粒子。

    隨著區塊鏈技術的應用案例發展到金融和傳統產業之外,量子計算的突破性研究將有助于將區塊鏈帶入我們日常生活的更多層面。我們看到的未來是,區塊鏈將幫助解決復雜的組合問題,如基因組測序以幫助對抗致病微生物的各種菌株,開發復雜的計算模型,以及工程結構的材料設計。

    正在考慮用于醫療干預和遺傳研究的后量子密碼學算法的主要問題是需要更長的數字加密密鑰以確保足夠的安全性和更長的處理時間。所有這些都可能大幅增加區塊鏈所需的計算能量。

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