17.05.2024
Поділитись публікацією
в соціальних мережах
150 140
Квантові обчислення і майбутнє криптовалют: Як квантові технології можуть змінити ландшафт цифрових валют

Квантові обчислення і майбутнє криптовалют: Як квантові технології можуть змінити ландшафт цифрових валют

Ми всі є свідками того, як технічні інновації змінюють світ із приголомшливою швидкістю. І ось на наших очах набирає обертів технологія квантових комп’ютерів, здатних за лічені секунди розв’язувати багаторівневі завдання, виконання яких вимагатиме від звичайних комп’ютерів десятиліть невпинних обчислень.

Розбереміся, наскільки криптовалюта і квантова загроза тісно пов’язані, і який вплив квантові технології можуть справити на розвиток цифрових валют і блокчейну.

Що собою являє квантовий комп’ютер

Квантовий комп’ютер (Quantum Computer, QC) ─ обчислювальний пристрій, що працює на основі явищ квантової механіки (галузі фізики, що вивчає поведінку елементарних частинок на атомному і субатомному рівнях).

Класичний комп’ютер працює з двійковими одиницями інформації, відомими як біти, які можуть приймати стан або 0, або 1. Біти можуть мати тільки ці два можливих значення, і кожна порція інформації, що проходить через класичний комп’ютер, по суті, являє собою довгу комбінацію нулів і одиниць.

Квантові ж обчислення зрушують парадигму цієї методології, використовуючи квантові біти (або кубіти). На відміну від класичних бітів, кубіти не прив’язані до бінарних станів, а базуються на концепціях суперпозиції й заплутаності (основних принципах квантової механіки), і таким чином можуть перебувати в декількох станах в один момент часу. Суперпозиція стосується здатності кубіта існувати в суміші станів. А принцип заплутаності встановлює кореляцію між кубітами, за якої стан одного впливає на стан іншого. Ці властивості надають обчисленням додаткової сили, оскільки створюють один великий квантовий стан для всієї обчислювальної системи.

Ці відмінні характеристики експоненціально збільшують обчислювальну потужність QC порівняно з класичним пристроєм. Уявіть собі лабіринт, з якого потрібно знайти вихід. Як діятиме звичайний комп’ютер? Він обійде всі коридори по черзі, поки не виконає поставлене завдання. Квантовий же комп’ютер працює за принципом потоку, який входить у лабіринт і тече в усіх напрямках одночасно.

Яку спрямованість може мати вплив квантових технологій на світ криптовалют

Яку спрямованість може мати вплив квантових технологій на світ криптовалют

Експерти вивели термін “квантова перевага”, що означає успішне вирішення QC завдань, непосильних для традиційного комп’ютера. На сьогодні у світі тестують низку перспективних моделей квантових комп’ютерів, але жоден із них поки що не перевершив за продуктивністю найпотужніші зі створених класичних суперкомп’ютерів.

Однак, протягом останнього десятиліття з тим чи іншим ступенем інтенсивності витають чутки про те, що квантова перевага досягнута. Новини про досягнення її тими чи іншими компаніями вже викликали переполох на криптовалютному ринку. Так, зокрема, сталося, коли на сайті NASA у 2017 році з’явилася інформація, що компанією Google створено комп’ютер із квантовою перевагою. Повідомлення швидко зникло, але мало певні наслідки, бо час його появи збігся з падінням потужності в мережі Bitcoin. На ринку утворилася паніка. Тоді трейдери злили неабияку кількість біткойнів, побоюючись, що збіг міг свідчити про злам мережі головної криптовалюти за допомогою інструментів квантового дешифрування. Курс монети тоді істотно впав, що вплинуло на ринкову ситуацію в цілому.

Подібні настрої зберігаються і донині: криптоспільнота тривожно дивиться в бік розвитку квантових обчислень у спробах зрозуміти ступінь і спрямованість його впливу на ринок блокчейнів і криптовалют.

Наскільки проблема реальна?

Квантові алгоритми можуть мати значний вплив на криптографію і блокчейн-безпеку. Сучасні методи шифрування базуються на складності факторизації величезних чисел і багаторівневих математичних завдань за допомогою звичайних комп’ютерів. У той час як потенційна швидкість вирішення подібних завдань для QC може зробити наявні методи шифрування вразливими для атак. Дослідження Deloitte показало, що якби сьогодні було здійснено повноцінну квантову атаку на мережу Bitcoin, то 25% усіх монет найбільшого блокчейну в світі могли б бути викрадені. Наслідки такого втручання для криптосектору і світової економіки складно навіть уявити: витік мільярдів доларів, падіння великих блокчейнів і колапс усієї системи децентралізованих фінансів. 

Або ж якщо припустити, що у квантового комп’ютера з’явиться можливість використовувати функцію Шора, то йому знадобиться всього кілька годин, щоб у результаті визначити приватний ключ. У класичного пристрою подібна операція дешифрування відкритого ключа займе тисячоліття.

Також потенційні проблеми можуть виникнути для блокчейнів, які працюють на алгоритмі консенсусу “доказ роботи” (PoW), у зв’язку з непередбачуваністю заміни традиційного обладнання для майнінгу на квантове. Це може призвести до невизначеності майбутнього біткоїна та інших криптовалют, що застосовують PoW, дестабілізації цін на активи й централізації майнінгових потужностей.

Чи зруйнує ера квантових обчислень світ криптовалют?

Чи зруйнує ера квантових обчислень світ криптовалют

Навряд чи. Квантові комп’ютери й шифрування за допомогою квантових методів обчислення все ще перебувають на ранній стадії розвитку і стикаються з серйозними технічними та теоретичними проблемами, які потребують подальшого вивчення.

  • По-перше, потрібен час. Обчислювальна потужність може зростати по експоненті, але попередні дослідження, тестування, виявлення помилок і вдосконалення займуть роки. Наприклад, Google заявляє, що компанія освоїть мільйон кубітів уже наприкінці цього десятиліття. І це звучить, як дуже оптимістичний прогноз. На сьогодні найпотужніший пристрій (Advantage, розробка D-Wave) містить 5000 кубітів, а розрахунки Університету Сассекса показують, що для злому складних криптографічних ключів знадобиться обладнання, яке в мільйони разів досконаліше, ніж наявні системи. Експерти вважають, що пристрої такого типу можуть з’явитися не раніше, ніж протягом наступного десятиліття.
  • По-друге, квантовий комп’ютер є дуже складним пристроєм з великою кількістю технічних особливостей. Робота з кубітами ─ надскладне наукове завдання, що вимагає їхньої ізоляції в надзвичайно крихкому фізичному стані. І що більше кубітів, то більш нестійкою стає система. Найменша зміна фізичного середовища може спричинити колапс суперпозиції. Для збереження середовища і чистоти досліджень потрібні суперхолодні бокси (систему потрібно охолоджувати до -273°C), повна ізоляція або вакуумні камери.
  • По-третє, нині квантові комп’ютери здебільшого є експериментальними й дуже дорогими. Їх можуть дозволити собі лише великі компанії та наукові лабораторії.
  • По-четверте, криптовалютний сектор може захищатися, і йому є що протиставити. Уже сьогодні ми бачимо активний розвиток постквантової криптографії (PQC), що передбачає захист криптовалют від потенційних загроз за допомогою квантово-стійких інструментів.
  • Квантово-резистентний блокчейн

    Квантово-резистентний блокчейн

    Квантові обчислення потенційно можуть як зламувати раніше невразливі форми шифрування, так і створювати інновації в криптовалютах і блокчейні.

    Поняття квантового блокчейну описує інтеграцію обох передових технологій: квантових обчислень, що дають змогу здійснювати набагато потужнішу й ефективнішу обробку даних, ніж традиційні комп’ютери, та децентралізованої системи реєстрів (блокчейну), яка забезпечує безпечне й ефективніше зберігання та передачу даних. Поєднання цих здавалося б суперечливих і водночас взаємодоповнювальних підходів може докорінно змінити уявлення людства про майбутнє комп’ютерних технологій.

    У певному сенсі, блокчейн-шифрування і квантова криптографія змагаються за перемогу в криптографічних перегонах. І одне з основних питань сьогодні для криптоіндустрії полягає в тому, чи зможуть QC розвиватися настільки швидко, щоб зламати блокчейн, поки він до цього не готовий.

    Які проблеми блокчейна можуть бути вирішені

  • Технологія блокчейну належить до галузі класичних обчислень, що означає, що блокчейн не завжди добре вирішує завдання, які потребують високого рівня обчислювальних можливостей, через мережеві обмеження. Низька швидкість проведення транзакцій є однією з основних проблем. А квантові рішення якраз виступають тим інструментом, який може розв’язати питання зі збільшенням кількості проведених транзакцій за секунду (TPS).
  • Інтеграція квантового шифрування з децентралізованими технологіями дасть змогу створити блокчейн, який буде експоненціально безпечнішим, ніж усі сучасні протоколи.
  • Якщо квантові обчислення і блокчейн увійдуть у конфлікт, це може стати катастрофою епічних масштабів. Однак, якщо криптографія продовжить розвиватися, створюючи дедалі стійкіші методи шифрування, або якщо саме квантове шифрування буде інтегровано в блокчейн, поєднання цих багатообіцяльних технологій може допомогти створити ефективніший і демократичніший інтернет із великим потенціалом для позитивного впливу на глобальні процеси.

    Яка ситуація на ринку

  • У прагненні попередити можливі ризики, Linux Foundation оголосив про створення Альянсу пост-квантової криптографії, завданням якого є усунення вразливостей під час проникнення технології квантових обчислень у сфери IT, фінансів і національної безпеки. До групи входять Amazon, Google, IBM і NVIDIA, дослідницькі інститути та компанії з кібербезпеки. Основною метою Альянсу є прискорення переходу до постквантової криптографії.
  • Лідерами в розвитку галузі квантових технологій продовжують залишатися США і Китай. У Великій Британії запущено десятирічну програму з інвестування в сектор на суму в £2,5 млрд. Програма покликана перетворити країну на “нову Силіконову долину”. На сьогодні Великобританія посідає перше місце в континентальній Європі за кількістю квантових стартапів.
  • Інвестиції в ШІ цікавлять ринок більше, ніж квантові технології: 2023 року обсяг інвестицій у сектор впав більш ніж удвічі, як порівняти з 2022-м. За даними дослідження IQM, це падіння пов’язане насамперед із зосередженням уваги інвесторів на ринку генеративного штучного інтелекту, що стрімко розвивається. Однак, автори звіту зазначають, що тенденція не означає настання “квантової зими”, а просто свідчить про зміщення акценту на більш вигідні в короткостроковій перспективі технології.
  • Як блокчейни впораються із загрозою нової технології

    Загроза квантових обчислень є лише потенційною проблемою для криптоіндустрії. Розвиток блокчейн-технологій істотно випереджає розробки у сфері квантових обчислень, зводячи до мінімуму можливу раптовість прогресу останніх. Експерти вважають, що квантово-стійкі блокчейни з’являться набагато раніше, ніж пристрої, які зможуть їх зламати. Тож імовірність того, що одного чудового дня ми прокинемося і станемо свідками повстання квантових машин проти світу криптовалют ─ мізерно мала.

    Дякуємо за увагу.

    Через наш обмінник ви можете конвертувати цифрові активи за найвигіднішим курсом валют . Ми здійснюємо грошові перекази з електронними грошима та готівкою по всьому світу.

    Більше новин