量子比特和比特幣的區別

1. 為什麼說量子計算機可輕易破解比特幣，究竟怎麼

摘要：在位於紐約市以北約50英里處僻靜鄉村中的一個小型實驗室內，天花板下纏繞著錯綜復雜的管線和電子設備。這一堆看似雜亂無章的設備是一台計算機。它與世界上的任何一台計算機都有所不同，而是一個即將開創歷史的里程碑式設備---量子計算機。

2017年5月3日，科技界的一則重磅消息：世界上第一台超越早期經典計算機的光量子計算機誕生。這個「世界首台」是貨真價實的「中國造」，屬中國科學技術大學潘建偉教授及其同事等，聯合浙江大學王浩華教授研究組攻關突破的成果。
如果現在傳統計算機的速度是自行車，量子計算機的速度就好比飛機。在過去的幾個月里，IBM和英特爾已經宣布他們已經分別製造了50和49個量子比特的量子計算機。有專家指出，在十年之內，量子計算機的計算能力就可能趕超當前的超級計算機。

2018年3月5日在洛杉磯舉行的美國物理學年會上，谷歌量子AI實驗室研究科學家Julian Kelly報告了，帶領谷歌團隊正測試一台72量子比特通用量子計算機。然而，這還是僅僅是72量子比特而已。按照這個速度發展下去，很快量子計算機的神通，將強勁得讓人恐懼。
那麼，為什麼說量子計算機可輕易破解比特幣，究竟怎麼回事？
要破解現在常用的一個RSA密碼系統，用當前最大、最好超級計算機需要花60萬年，但用一個有相當儲存功能的量子計算機，則只需花上不到3個小時！也就是說，從電子計算機飛躍到量子計算機，整個人類計算能力、處理大數據的能力，就將出現上千上萬乃至上億次的提升。在量子計算機面前，我們曾經引以為豪的傳統電子計算機，就相當於以前的算盤，顯得笨重又古老！

雖然比特幣協議使用的是不對稱的加密貨幣，用相應的公鑰驗證私鑰簽署的交易，以確保比特幣只能被合法所有人使用。使用當前可用計算機強制私鑰與公鑰保持一致不可行，但量子計算機卻可以解決不對稱加密貨幣的問題。
另外，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，這就像於在一個賬簿里有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，區塊鏈演算法少數服從多數，銀行認為你存了100塊錢是真，存了50塊錢是假。所以一旦一位礦工擁有51%的算力，其他後續礦工將無法繼續獲得比特幣。

Andersen Cheng，英國一家網路安全公司的聯合創始人，他表示在量子計算機投入使用的那一天，比特幣就會終結。你覺得呢？

2. 為什麼說量子計算機會是比特幣的終結者

因為比特幣協議使用的是不對稱的加密貨幣，用其相應的公鑰驗證私鑰簽署的交易，以確保比特幣只能被合法所有人使用。使用當前可用計算機強制私鑰與公鑰保持一致不可行，但量子計算機卻可以解決不對稱加密貨幣的問題。

硬體和軟體的整合是這一過程的關鍵環節，量子計算能夠解決目前電腦無法解決的問題前也許還需要「數次迭代」也就是說由於現在都是基於布爾邏輯體系展開運的電子計算機。而量子原理邏輯是顛覆性的，要實現商業化需要整個量子產業鏈的完善配套和優化。其中包括硬體方面的、操作系統、軟體方面的方方面面的生態建設過程。走出實驗實到完全商用，少說也得5到10年的籌備完善過程。

3. 量子和比特幣是傳銷嗎

比特幣不是傳銷。比特幣在我國完全是合法的。在2013年年底的時候，央行等五部委發布了比特幣風險通知，在通知中明確把比特幣定義為一種特殊的互聯網商品，公民在自擔風險的前提下可以自由的買賣，否定了其貨幣屬性。央行行長周小川則把比特幣比作是一種可交易的資產。比特幣之家網有相關的報道。目前，世界上大多數國家對比特幣也大都採取冷處理的態度，不肯定也不去否定。比特幣只是一直小范圍的社會化大實驗。比特幣雖然不是騙局，但打著比特幣進行傳銷詐騙的活動卻是屢禁不止。

4. 比特幣和其它加密貨幣有何區別

加密貨幣（英文：Cryptocurrency，常常用復數Cryptocurrencies，又譯密碼貨幣，密碼學貨幣）是一種使用密碼學原理來確保交易安全及控制交易單位創造的交易媒介。 加密貨幣是數字貨幣（或稱虛擬貨幣）的一種 。比特幣在2009年成為第一個去中心化的加密貨幣，這之後加密貨幣一詞多指此類設計。 自此之後數種類似的加密貨幣被創造，它們通常被稱作altcoins。 加密貨幣基於去中心化的共識機制 ，與依賴中心化監管體系的銀行金融系統相對。
去中心化的性質源自於使用分布式賬本的區塊鏈（Blockchain）技術。
中文名
加密貨幣
外文名
Cryptocurrency
領域
區塊鏈
比特幣以外的加密貨幣
比特幣以外的密碼貨幣，又稱為山寨幣、競爭幣（英語：altcoin），部分是參考比特幣思想、原理、源代碼產生的，與比特幣相似的虛擬貨幣，目前有800種以上的密碼貨幣在流通。
2017年2月到4月期間，山寨幣總和占密碼貨幣市場總值比例，由15%提高到接近40%。
由於比特幣本身並沒有權威的發行機構和國家政權來維持其權威性、唯一性，比特幣與其模仿者之間只能平等地相處，雖然其是最早的虛擬貨幣，也是最知名、人們最熟悉的，也具有最大的用戶網路社區，具有很強的網路效應，大部分時間也是市值最高的密碼貨幣，但是並不具有絕對排它的地位。[1]

5. 量子比特

在經典圖靈機模型中，儲存經典信息的基本單位叫做比特。它是一個二進制變數，其數值一般記做二進制的 0 或者 1。一個比特要麼是 0，要麼是1，正如向空中拋起一枚硬幣，那麼它落下後要麼正面朝上，要麼反面朝上。我們用二進制的比特理論上可以儲存任何信息，最簡單的，像儲存十進制整數就可以利用二進制和十進制的轉換。3=11， 4=100， 50=110010 等等。當然，非整數也是可以寫成二進制的形式，像 5.5=101.1，也就是說任意實數都可以按精度要求用二進制來表示。而在電子學中，很多器件是非常適合二進製表示的，像電壓的高低和開關，電容器的帶電荷與否等等，都可以來作為一個比特的載體。但在量子世界，一切都發生了改變。一個量子的硬幣不僅可以正面或反面朝上，它甚至可以同時正反面都朝上，在你觀測它之前。著名的薛定諤的貓就是這個道理，這只貓在開箱子，也就是觀測之前，它又是死的又是活的，處於生和死的疊加態 (superposition state)上。正是疊加性這個奇妙的性質引出了量子比特 (quantum bit, qubit) 的概念。
（網路知道里不方便輸入公式，更詳細的介紹見量子研究網站：quantum-study.com/article/795/21.html）
在物理實現上，原則上具有疊加性質的兩態量子系統都適用做qubit。目前的實驗室里，像 核磁共振中處於磁場中的自旋 1/2 粒子 (自旋向上和向下)，空腔中的原子的態 (原子的基態和激發態)，超導結之間隧穿的庫珀對 (Cooper pairs處於一個結和另外一個結時)，都可以被用作 qubit。當然，如果一個硬幣可以同時向上和向下也是可以的，在量子隨機行走中我們就會看到這種量子硬幣(quantum coin)。
現在我們可以回過頭來在看一下經典計算機和量子計算機的差距，這次是存儲容量上的。考慮一個簡單的情況，我們要儲存 45 個自旋 1/2 的粒子，這在量子系統中只是一個很小的體系，只需要 45 個 qubit 就可以實現。但如果我們要用經典計算機完成這個任務，約需要 245 個經典比特，也就是大概4 個 TB 的硬碟！這里有些典型的數據來跟它比較， 4TB 大概是 4000G 或者4000000M，而一部高清藍光電影大概是 10G，一本書大概是 5M。另外一些比較有意思的數據是，美國國會圖書館的所有藏書總容量大概為160TB 或者說 50 個 qubit，而 2007 年人類所擁有的信息量總和為 2.2 × 109 個 TB，也僅相當於 71 個 qubit 的存儲容量。

6. 比特幣價值將歸零谷歌計劃2029年前量子計算商用化

（思進註： 1994年，數學家Peter Shor公布了一種量子演算法，該演算法可以打破最常見的非對稱密碼演算法的安全性假設。這意味著擁有足夠大量子計算機的任何人，都可以使用此演算法通過公鑰反算出私鑰，從而偽造任何數字簽名。這是否意味著比特幣將會被量子計算機crack down…… 事實上，中心化的密鑰體系PKI，確實會有這個風險，因為大多數應用是CA+10的6次方。海量反編譯，是可以推算出中心密碼本的！也就是說，偽造PKI數字簽名是有可能的， 拭目以待吧……再轉發下文，和大家分享……）

谷歌計劃2029年前量子計算商用化，比特幣價值將歸零？

作者 | 新浪 財經

來源 | 華爾街見聞

量子計算何以對比特幣構成威脅？

在解釋這個問題前，需要先了解以下幾個知識點。

經典計算機採用二進制，用0和1構建了底層代碼的一切。量子計算機可以同時儲存和表示0和1疊加態。比特幣挖礦基於計算一種名為SHA-256的哈希函數（一種函數演算法，把任意一個字元串輸入SHA-256函數，都會輸出一個256位的二進制數）的正確值。每一個比特幣用戶在注冊的時候，系統都會生成一個隨機數，再對這個隨機數進行SHA256再進行hash160，產生一個叫做私鑰的字元串。作為數字簽名。私鑰可以對一串字元進行加密。而公鑰可以把私鑰加密之後的數據進行和解密。加密和解密的鑰匙不一樣的這種加密方式，稱之為非對稱加密。通過公鑰反算不出私鑰。如果私鑰遺失，那麼擁有者的比特幣就無法取出。

基於上述原因，由於SHA-256的正確值十分難計算，數量有限的比特幣才會變得極為稀缺和珍貴。同時由於經典計算機無法通過公鑰反算出私鑰，私人擁有的比特幣才無法被他人獲得。

但在1994年，數學家Peter Shor公布了一種量子演算法，該演算法可以打破最常見的非對稱密碼演算法的安全性假設。這意味著擁有足夠大量子計算機的任何人，都可以使用此演算法通過公鑰反算出私鑰，從而偽造任何數字簽名。

故而，在量子計算面前，比特幣的挖礦將變得輕而易舉，通過公鑰也能反算出私鑰。這令比特幣變得不再稀缺，也不再安全。

同時意味著比特幣的共識將產生崩塌，比特幣的價值也將趨零。

關於量子力學，廣為人知的還有光的波粒二象性、觀測者效應，和一個著名的思想試驗——薛定諤的貓。

量子世界是如此不合常理，以至於它曾令說出「上帝不會擲骰子「愛因斯坦，都感到困惑不解。

無論如何，量子計算機的出現，對經典計算機形成了巨大挑戰。而隨著量子計算研究進程的遞進，比特幣的破解，或許在2029年前就將成為可能。

谷歌的量子計算進程如何？

早在2019年，谷歌發表在《自然》雜志上的論文稱，其開發的54比特（其中53個量子比特可用）超導量子晶元「Sycamore」，對53比特、20深度的電路采樣一百萬次僅需200秒，最強的經典超級計算機Summit要得到類似的結果，則需要一萬年。基於這一突破，谷歌宣稱實現了「量子霸權「。

而近日在 Google I/O 大會上，領導谷歌 Quantum AI（量子 人工智慧）團隊的的科學家Hartmut Neven表示，谷歌計劃在2029年前建造數十億美元的量子計算機並將其正式商用。

谷歌的目標是建造有著100萬個量子比特的計算機。不過，谷歌同時表示，首先需要減少量子比特產生的錯誤，然後才能考慮將1000個量子比特一起構建為一個邏輯量子比特。這將為「量子晶體管」打下基礎，「量子晶體管」是未來量子計算機的基礎。目前谷歌的量子計算機只有不到100個量子比特。但要知道，互聯網誕生至今不過52年，第一台通用計算機誕生至今不過75年．

谷歌目前正在加利福尼亞州擴建一個新園區，用以專注於量子計算方面的研究工作，擴建工程將於2020年底正式完工。

在量子計算領域大舉投資和押注的公司，除了谷歌，還有IBM、D-Wave Systems、霍尼韋爾（Honeywell）。

IBM Research總監Dario Gil曾表示，2023年將是量子計算大面積使用的轉折點，屆時將能通過軟體實時查看和更新量子計算的狀態，而不再是通過以往的硬體調整。

高德納咨詢公司 （Gartner）副總裁Chirag Dekate表示，過去五年中，量子計算的創新速度超過了此前的30年，他還預計到2025年，將有近40%的大公司制定量子計算計劃。

關於對抗量子計算，目前已出現量子密碼學的相關研究。一個名為The Open Quantum Safe （OQS）的開源項目已於2016年啟動，目標為開發抗量子的密碼形式。