量子计算在未来能否提高区块链技术的效率

时间：2022-02-23|浏览：7277

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区块链技术的主要成功在于对不透明金融流程的分散访问
量子计算机的内在目标是解决传统计算机不可能解决的问题
量子计算的突破性研究将有助于将这种计算能力纳入我们日常活动的主流。
量子计算
量子计算是一个研究领域，对于每一个参与计算、数据和数据库管理的人来说，它一直保持着吸引力。研究量子计算为我们提供了更大的接触范围，因为我们通过科学发现揭示了我们自然环境的内部工作原理。深入到量子层面的计算研究中，让我们研究一下我们在这一领域预计会遇到的问题的质量。
区块链的好处
"量子 "这个词指的是现代物理的一个重要概念。也就是说，如果物理量有最小的不可分割的基本单位，那么物理量是量子的，最小单位被称为量子。任何描述或交互的物体都将提供非常必要的信息。在讨论量子计算之前，传统的计算过程大大改善了人类的生活。
区块链技术为金融业务的进步和重新调整提供了一个框架。该技术的主要成功是通过分布式账本技术分散访问传统的不透明流程。另一个成功是，区块链技术通过减少了货币或投资解决方案中涉及的官僚机构"无信任 "（code is law）该解决方案提高了此类流程的效率，降低了交易成本。
尽管如此，区块链技术尚未达成运营共识。人们普遍关注的是如何在区块链技术的核心属性之间找到适当的平衡：分散化、可扩展性和安全性。有些人认为可扩展性是这些特征中最难解决的，因为它似乎是一种无限的相对措施。然而，可扩展性和效率问题将我们引向区块链和量子计算之间的交叉点。
量子绿化
对加密货币挖掘环境的担忧在全球引发了不同的争论。例如，比特币挖掘是一个低功率的过程，主要是因为它涉及到使用高度复杂的计算机硬件来解决复杂的数学方程。更具体地说，为 "开采 "一个新的 "区块"（代码）矿工必须找到计算问题的解决方案，然后通过算法设计的共识机制将块添加到区块链中。成功找到解决方案的矿工将获得新的块BTC奖励。这个过程需要越来越多的能量来完成，使用的比特币越多。
不幸的是，在目前的技术水平下，比特币的碳足迹往往被认为是对环境的损害。根据《纽约时报》的一篇文章，比特币的开采每年消耗大约91瓦时的电力，比芬兰的总能耗要多。
从另一个角度看，越来越多的人认为，为加密货币挖矿部署量子计算将减少能源消耗，缓解环境恶化。量子采矿加强了关于能源效率和采矿活动规模化的说法。如上所述，量子计算机的内在目标是解决传统计算机（实际上是）不可能解决的问题。例如，量子计算机应该能够在几分钟/几秒钟内完成一项任务，而传统计算机则需要数千年才能完成。因此，这些计算能力的提升也可以帮助提高与区块链挖矿相关的能源效率。
节能量子计算
量子计算机的功耗是传统计算机的100到1000倍以下。这种减少被称为量子隧道。"隧道 "在这种情况下，它可能看起来不合适，给人的印象是钻过一个表面。然而，想象一个球在表面滚动，它有足够的动能继续滚动，直到它遇到障碍物或表面。为了让球穿过障碍物的另一边，它的总能量（动能和势能）必须大于障碍物的能量（约2倍的力）。如果球的能量小于障碍物的能量，球就会回到原来的位置。只有当球的动能至少是屏障的两倍时，球才会到达屏障的另一边。

量子计算在未来能否提高区块链技术的效率
量子粒子的行为不同于球。它们没有被障碍物阻挡，而是有一种波浪形式，可以进化和扩散(或 "隧道"）在障碍物的另一边，就像它们钻过障碍物一样。正是这种 "隧道 "发现了效率的提高。
量子计算的现状
量子计算还通过数据加密和隐私增加了额外的安全层，使黑客无法通过产生流动的二进制身份获得敏感数据。相反，由于量子计算的一个特点（叠加），量子计算机可以通过将复数质因数从指数类型转变为多项类型来破解加密数据。我们可以称之为量子隐私悖论。
2017年，谷歌声称已经实现了量子优势。约翰，加州大学圣巴拉分校实验物理学家-谷歌在马蒂尼斯领导的研究中表示，其量子计算机，即54量子比特处理器Sycamore，世界上最强大的超级计算机需要1万年才能在200秒内完成。但是，应该指出的是，IBM该团队认为谷歌的量子优势是误导性的。"谷歌的实验很好地展示了基于超导量子计算的进展，在53比特设备上显示了最先进的门控忠诚度，但不应被视为量子计算机比经典计算机 "至上 "的证明。"
对量子力学持谨慎乐观态度
尽管量子计算机的发展取得了进展，但由于仍存在一些内部问题，因此仍难以超越该领域的研究现状，应继续保持谨慎乐观的态度。随着固体物理学的进步，通过硅原子等微芯片的发展，量子计算机仍然需要解决热和电的干扰。量子计算机也有约1%的高误差阈值，任何形式的振动都会影响相关的亚原子粒子。
随着区块链技术的应用案例发展到金融和传统产业，量子计算的突破性研究将有助于将区块链带入我们日常生活的更多层次。我们看到的未来是，区块链将有助于解决复杂的组合问题，如基因组测序，帮助对抗各种致病微生物菌株，开发复杂的计算模型和工程结构的材料设计。
量子密码算法的主要问题是需要更长的数字加密钥，以确保足够的安全性和更长的处理时间。所有这些都可能显著增加区块链所需的计算能量。