李茗：量子計算來了 比特幣還安全嗎？_比特幣

本文作者：李茗

編者注：本文作了不改變作者原意的修改。

在谷歌高調宣布成功演示“量子霸權”后，一度引發以比特幣投資者的恐惶與擔心，據說用200秒時間就可以完成傳統超級計算機耗時1萬年才能解決的問題，如此一來比特幣用的橢圓曲線簽名算法很容易會被破解。一旦某個地址發生轉賬行為，借助量子計算機通過公鑰可以找到私鑰，該地址的錢就可能被盜取。于是有人驚呼以密碼學為框架、以算法為基礎的加密貨幣，面對計算能力指數級增長的量子計算，很可能面臨滅頂之災。量子計算機的問世對比特幣將會產生哪些影響？比特幣能否扛得住量子計算機算力帶來對沖擊？眾說紛紜。

美國財長耶倫：支持美國監管機構對加密貨幣的監管:金色財經報道，美國財長耶倫表示，支持美國監管機構對加密貨幣的監管，以保護消費者和投資者。應加強加密貨幣監管，并將與國會合作推動通過更多立法。[2023/6/7 21:22:03]

那么比特幣的加密算法真的會在量子計算機面前不堪一擊，無處遁形呢？

在我國政協副主席、科技部部長萬鋼兼任院長的中國科學技術發展戰略研究院在《科技中國》2017年第九期發布的《量子計算技術發展現狀與趨勢》一文對量子計算是這么描述的：量子計算是指利用糾纏的量子態作為信息載體，利用量子態的線性迭加原理進行信息并行計算的方案。

大家所提及的量子計算機“量子霸權”又被稱為“量子優勢”，是指量子計算機相比于目前傳統意義上的計算機具有碾壓性的優勢，功能非常強大的量子計算機可以完成現有計算機幾乎不可能完成的任務。比如谷歌宣稱用200秒時間就可以完成傳統超級計算機耗時1萬年才能解決的問題。量子計算機問世，會對比特幣產生哪些影響，要搞清楚這件事，我們需要先來普及一下量子計算機知識。

紐約監管機構：Signature Bank的倒閉并不是因為加密:金色財經報道，紐約州監管機構否認正在懲罰Signature Bank對加密貨幣的敞口。前眾議員Barney Frank批評了紐約金融服務部，稱其對該銀行參與數字資產行業的行動為時過早。

主管Adrienne Harris表示，將簽名銀行的失敗與加密貨幣相關聯是一種用詞不當。在眾議院金融服務委員會關于數字資產、金融技術和包容性的小組作證時，Harris指出，硅谷銀行倒閉的那天晚上，Signature約有20%的存款離開了這家銀行，但“這20%中只有20%”是與加密貨幣相關的存款。其余的是正常的商業客戶，他們的存款沒有保險，所以我們沒有看到加密存款及其不穩定性導致的崩潰。[2023/4/20 14:14:31]

可能有很多人認為量子是一種微觀粒子。這概念其實并不對。“量子”是目前人類所認知的能量的最小單位。能量的最小單位并不是一個連續過程，而是一份一份的，用量子這個概念來表達。量子技術最重要的一個特征如同傳統計算機是通過集成電路中的通斷來實現0和1的區分，其基本單元為硅晶片一樣。量子計算機也有著自己的基本單位——昆比特。昆比特又稱量子比特，它通過量子的兩態的量子力學體系來表示0或1。比如光子的兩個正交的偏振方向，磁場中電子的自旋方向或核自旋的兩個方向，原子中量子處在兩個不同能級等，這些狀態在被觀察時，會坍塌成為“0”或是“1”，也就是變成了確定的值，這和經典量子理論“薛定諤的貓”是一個道理。量子計算的原理就是將量子力學系統中量子態進行演化結果。

數據：過去24小時GMX、PSI、MAGIC分列Arbitrum生態Token交易額前三:2月7日，據Nomics數據信息，過去24小時，GMX、PSI、MAGIC分列Arbitrum生態Token交易額前三，其交易額分別為6594萬美元、1145萬美元以及1117萬美元。其對應24漲幅為5.06%、93.33%以及-2.59%。[2023/2/7 11:52:38]

量子計算機的巨大威力

中國科學技術發展戰略研究院在《量子計算技術發展現狀與趨勢》一文指出。“量子計算機具有極高的并行計算能力，可以將經典計算機幾乎不可能完成的某些計算難題，諸如大數分解、復雜路徑搜索等，在可接受的時間內予以解決。以量子計算為基礎的信息處理技術的發展有望引發新的技術革命，為密碼學、大數據和機器學習、人工智能、化學反應計算、材料設計、藥物合成等許多領域的研究，提供前所未有的強力手段，對未來社會的科技、經濟、金融，以及國防安全等產生革命性的影響。”

自FTX破產以來，比特幣首次逼近1.9萬美元:金色財經報道，比特幣 (BTC) 的上漲使比特幣 ( BTC ) 達到 18,800 美元，當日上漲 7%，這是自 11 月初因加密貨幣交易所 FTX 崩盤而跳空下跌以來的最高水平。隨著今天的上漲，比特幣在 2023 年迄今已上漲約 14%，因為它有望從 2022 年的熊市中復蘇。

周四早些時候，政府報告稱，美國12 月份 CPI 從上月的 7.1% 降至 6.5%，與經濟學家的預測一致，這可能為美聯儲將加息速度從12月的每次會議50個基點降至25個基點鋪平了道路(此前為75個基點)。[2023/1/13 11:09:25]

量子計算機利用量子相干疊加原理，具有超快的并行計算能力。我們大家都知道，目前傳統計算機的比特位數長度，現基本已經達到64位，處理器一次可以運行64bit數據。也就是如果用64位去存儲一個狀態的話，他一共可以存儲多少？264次方bit。如果用電子計算機的話，在同一時刻一個bit只能存取一種狀態。也就是說，同樣是一個n位的存儲器，目前的計算機存儲一個bit的結果只有一個。但是量子計算機存儲的結果可達2n次方。其并行計算不僅在存儲容量上遠超越了后者，而且讀取速度快，多個讀取和計算可同時并行進行。舉個例子，數學老師出10萬道數學難題，面對難題，小明只能在同一時間計算其中對一道難題。假定他平均一小時可以計算出一道難題，完成這些難題也需要10萬小時。而量子計算機，不僅運算能力超快，可以在同一時間一萬道題可以同時并行運算，可以零點零幾秒的時間就能計算出這1萬道題的結果。據估算使用目前世界運算能力最快的“天河二號”超級計算機如果去求解一個億億億變量的方程組，所需時間為100年。而使用一臺萬億次的量子計算機求解同一個方程組，僅需0.01秒。這就是量子計算機巨大的威力。

Solana聯創：以太坊日均交易量只有Solana的1/30:金色財經報道，Solana聯合創始人兼首席執行官Anatoly Yakovenko在接受Real Vision的Raoul Pal最新采訪中表示，Solana以超高速率處理交易的目標帶來了各種挑戰并解釋說：“這是我們最大的挑戰，也許是我喜歡的挑戰，因為所有這些挑戰都來了，因為我們有用戶。每天，當您查看來自用戶（僅來自使用網絡的人）的應用程序的正常交易時，Solana每天都有大約 3000 萬筆交易，高峰時是 6500 萬，這比所有其他區塊鏈交易量總和還要多。Binance Smartchain交易量只有Solana的十分之一，以太坊只有約三十分之一。由于這種負載，我們看到了一些沒有預料到的狀況，但有些人因此對Solana表達不滿似乎有點短視。”（dailyhodl）[2022/9/5 13:08:40]

超強計算的短板

量子計算提出至今，實驗方面歷經了從單個量子比特到約十個量子比特的發展過程。相對于最終做成實用化普適量子計算機的目標，目前仍然處于原理演示的探索性研究階段。

單從算力方面考量，無疑量子計算機的算力遠遠高于現在的電子計算機。但現實世界，我們人類世界處理數據是可以分為兩種類型。一類為相互關聯性，另一類則相互獨立。相互獨立很好理解，比如前面我們舉的小明要解10萬道難題，每個難題都是相互獨立的，完全可以在同一時間并行計算。什么是相互關聯呢，我們舉例說明：比如我要進一棟大樓的某個辦公室，首先肯定要先從大門進入，然后再乘坐電梯或爬樓梯，緊接著需要來到公司門口，開門進入后，才能在辦公室坐下來。整個過程，無論你進門或者爬樓的速度有多快，但每個步驟都不能脫離前一個步驟去提前處理。在計算上，第二步數據處理依賴于前一步的完成，這種相互關聯性在處理事務的里是不可分割的。因此并不能在同一時間內去并行去處理，而是必須要按部就班但一步步去完成，計算量再快，也必須串型處理。因此，在這類事物面前，量子計算也沒有辦法通過提高其并發能力去處理關聯數據。這就為密碼學對抗“重復”量子計算提供了可行方案。比如在「得到」的《卓克·密碼學30講》中，著名科普作者卓克就提到了對抗量子計算機的第七代加密法——量子加密。

就目前而言，從理論上講量子計算機的出現對比特幣是一種威脅。因為現在的哈希算法和非對稱加密算法，還不具備抗量子計算能力，其加密算法可以被并行計算。但在理論界早已發明了抗量子計算的算法，只是因為之前并沒有出現量子計算這種技術，因此，并沒有在實踐中去付之應用。而從博弈這個角度來講，雖然量子計算機雖然已經問世，但還還處于早期研發實驗室階段，距離能解決實際問題可能還需要比較漫長的一段時間。量子計算機等科技手段技在積極尋找破譯密碼的鑰匙等同時，密碼學專家也在積極尋找對抗量子計算機的“武器”。比特幣的加密算法也會不斷迭代、升級。屆時，只需把比特幣區塊鏈加密算法改成抗量子加密算法，就可以對抗量子計算了。而另一方面如同核彈問世并不意味著必然要摧毀地球一樣，量子計算機也并沒有摧毀比特幣魯棒性的合理必要理由。

比特幣技術已被實踐證明非常成熟穩定。一個兼具穩定性和安全性的屬性，才是一個值得關注和投資的事情。

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