近日，由中國研究人員創造的九章量子計算機問世，該計算機比谷歌的原型機要快上100億倍之多。藉此，此文將解釋量子計算機的重要性，以及它對加密領域的影響。

什麼是量子計算機？

量子計算機是一種超級強大的計算機器，它處理資訊的速度比傳統計算機要快100萬億倍左右。這種強大的能力在處理大量資料、建立電路模型以及未來其他更多的可能性上將派上用場。

然而，這項技術也有黑暗的一面。研究人員認為，量子計算機可以徹底瓦解我們所知的計算機安全。在如此強大的資料處理能力下，任何程式碼的分析時間都不會超過片刻。這就意味著，量子計算機可以在一秒鐘內讀取TB級的資料，從而破解密碼。

例如，銀行交易及資訊是在RSA演算法的幫助下加密的。要破解RSA，普通計算機需要幾百年甚至幾千年的時間，然而量子計算機則可以在幾分鐘之內破解RSA加密技術。

IBM Q歐洲大使Mark Mattingley-Scott在闡述量子計算機的研究進展時說：“我們現在已經到了擁有且能夠使用量子計算機的階段。我們能夠對它們進行程式設計，而且正在尋找一種方法，使它更加工業化、且穩定強大。我們正在學習如何為它們編寫演算法，也在研究不同型別的量子計算。”

Mattingley-Scott確信，人類已經為這樣的機器做好了準備。他還認為，我們也為後果做好了準備。

量子計算機的運作原理

量子計算機與傳統的計算機不同，它不是以位元或位元組（雙系統計算中的一個資訊單位），而是以量子位元，即qubits來運作的。這種技術使得計算機處理速度提高了數百倍。

此外，量子計算機的硬體也比前代產品更復雜。與傳統的計算機相比，它有更多的部件，而且必須不斷地進行過冷處理。

市面上的量子計算機

量子計算機的原型出現在20世紀末。2019年秋天，谷歌提出了他們的最新發展，並展示了量子計算的巨大可能性。

NASA的一項實驗表明，這臺機器需要3分20秒才能完成的計算，對於當時最強大的傳統超級計算機而言，則需要1萬年。

2020年12月初，一種新的、更強大的量子計算機“九章”問世了。它是由一群中國科學家在著名物理學家潘建偉的領導下創造的。

根據《科學》雜誌上其實驗結果顯示，該量子計算機的生產力比谷歌的計算機高出百億倍，而比傳統的超級計算機則高出100萬億倍之多。

但研究人員並沒有透露這種級別的量子計算機的價格。

量子計算機在政府服務中的應用

新型量子計算機的研究人員認為，這臺機器的誕生已接近於“量子至上”。一臺能夠快速解決非常困難的工作的卓越計算機，可以讓國家在從化學、人工智慧（AI）到大資料分析等多個領域獲得優勢。

“量子至上”意味著計算機可以在合理的時間內完成傳統計算機基本不可能完成的計算。

研究人員解釋說，10萬年前，智人能在進化鬥爭中成為戰勝尼安德特人的勝利者的原因就在於，他們有溝通和分享資訊的能力。

到了21世紀，人們繼續發展通訊，而且已經在量子層面上進行。潘建偉確信，這一領域的成就將成為人類未來進化的基礎。

量子計算機如何成為礦工的敵人

掌握一臺優越的計算機，可以讓一個人或一個團體在網路中獲得優勢，甚至控制網路，從而使加密挖礦行業受到威脅。

眾所周知，挖礦需要大功率的裝置。加密資產的礦工利用計算機的計算能力來解決數學問題。其中，一些人執行的是傳統計算機，而另一些人則購買了加密挖礦專用的ASIC裝置。

誰先解決了數學問題，誰就能獲得區塊獎勵，也就是說電腦越強大，它解決問題並獲得以比特幣（BTC）支付的獎勵的機率就越大。有時礦工們會聯合起來，一起解決問題。但唯一的缺點是，利潤需要在礦池成員之間分配。

礦工是分散在全球各地的，而這也是加密領域去中心化的實現方式。

上面的餅狀圖清楚地表明瞭，比特幣礦工的活動主要分佈在個人和大池子之間。大家都在競爭獲取獎勵的權利，而這也是為什麼沒有一個“領跑者”的原因。

礦工在比特幣網路上所使用的算力總量稱為雜湊率。由於競爭帶來的對抗，且大家使用的裝置基本相同，所以該領域基本是公平的。

然而，量子計算機的計算能力完全不同。它們可以破壞上述平衡。一臺量子計算機可以輕鬆佔到比特幣51%的雜湊率，也可以發起所謂的51%攻擊。也就是說，量子計算機的所有者能夠完全控制加密貨幣市場。

這樣的攻擊行為將破壞網路的正常執行，並將阻止交易確認。更重要的是，51%攻擊還會帶來“雙花”威脅，並逆轉已經確認的交易。

要想利用普通計算機和ASIC實現這樣的攻擊，則需要大量的資源，包括貨幣和電力。然而，連線到加密貨幣網路的量子計算機則可以快速、低價地完成這種攻擊。

為什麼量子計算機對加密貨幣是種威脅？

搶佔比特幣的大部分雜湊率，或者其他加密貨幣的雜湊率，可能意味著一個加密專案的毀滅。因為只有擁有相當計算能力的使用者或使用者群才能抵禦這樣的攻擊。

然而實際上，這種計劃不太可能成為現實。其中的問題是，購買一臺量子計算機併成為加密犯罪分子基本是不可行的。同時，用量子裝置攻擊比特幣網路也可能是致命的。

據Deloitte的分析師表示，量子計算機可以透過利用龐大的計算能力來獲取密碼或程式碼從而竊取加密貨幣。更準確地說，調查人員得出的結論是，這種威脅程度將取決於幣的型別。他們認為，至少有25%的比特幣存在著這樣的高風險。

英國密碼學公司Post Quantum的CEO Anderson Cheng在接受Decrypt採訪時指出，加密社群應該嘗試開發工具來抵禦量子盜竊。否則，在他看來，這些機器的破壞力可能會終結比特幣。

一個令人振奮的事實是，目前，美國國家標準與技術研究所(NIST)正在開發後量子密碼學演算法。在這個小組的幫助下，理論上，一種加密貨幣將可以分叉成一個抗量子的區塊鏈分支。而這個新的“分支”可以在抗量子演算法的基礎上繼續運作。

NIST的成果可能最快會在2022年出現在市場上。但在此之前，加密社群將陷入對未來的“量子不確定性”中。

不管這種風險會有多大，在某些時候，社群也可能會達成共識，認為量子計算機只是給比特幣帶來了太多的風險。

據其調查，量子計算機，無論其破壞力如何，都只是第二大擔憂。根據加密社群的說法，比特幣最可怕的威脅是來自當權者的監管壓力。此外，比特幣面臨的其餘危險包括：

集中挖礦。比特幣70%以上的雜湊值都來自中國,如果政府控制了當地的礦工，那麼比特幣網路就可能會受到威脅。駭客、漏洞和網路犯罪。金融衍生品。分叉——即BTC的新改進版本。

目前，針對量子計算機對加密領域的影響，加密社群主要可以分為兩大陣營：一派認為量子計算機對數字資產構成了生存威脅，而另一派則認為沒有任何危險。

儘管當前，量子計算機只在大型研究集團和政府的要求下執行，但不排除未來可能會為大眾，甚至犯罪分子所用。