量子電腦現在很熱門。
從金融建模到材料科學、藥物發現、氣候建模等，量子電腦可以應用於傳統電腦通常難以解決的無數用例。
如果你最近一直在關注新聞，你可能聽說過谷歌最新的最先進量子晶片Willow 的突破性功能。
根據最初的公告，為了展示其強大功能，105 量子位元處理器「在五分鐘內完成了當今最快的超級電腦之一需要10 億年才能解決的計算」。
現在有傳言指出量子電腦可能開始對比特幣網路和其他加密貨幣安全帳本構成威脅。一些最樂觀的預測表明，比特幣的安全措施可能會在短短三年內被推翻。
這些說法有任何實質內容嗎？讓我們更深入地了解一下。
注意：我們將主要關注比特幣區塊鏈，因為它是最久經考驗的，也是絕大多數分散式帳本的靈感來源。
與經典電腦不同，經典電腦使用位元（可以是0或1）作為資料的基本單位，並使用邏輯閘線性地執行操作；量子電腦使用量子位元（可以同時為0 和1）並透過其量子閘並行處理操作。
這聽起來可能像是技術上的胡言亂語，但這些差異使量子電腦成為與最強大的超級電腦截然不同的技術奇蹟。
量子電腦是解決複雜問題的理想工具，這些問題需要在密碼學、量子模擬、最佳化和機器學習等領域探索大量組合和可能性。
據說，這將需要量子電腦的獨特能力來解決諸如分子模擬薛丁格方程式、準確的氣候建模、高效的藥物發現等問題。
這就是與量子電腦相關的潛力和風險。雖然它們可以用來解決困擾我們這個物種的幾個世紀以來的挑戰，但它們也可能威脅到保護我們數位基礎設施的現有機制，從而需要開發新的抗量子密碼方法來保護敏感資訊和通訊。
但他們目前的狀態對比特幣的威脅有多大？讓我們來看看。
簡短的答案是……不，但這可能會在幾十年內改變。
足夠強大的量子電腦最終將破解保護比特幣區塊鏈的各種安全層，例如用於生成比特幣錢包和交易的SHA-256 哈希和橢圓曲線數位簽章演算法(ECDSA)。
他們擅長解決非結構化搜尋問題。從本質上講，這意味著它們能夠比傳統電腦更快地搜尋大量資料。
當使用Grover 演算法專注於此處理能力時，它可以透過尋找產生需要破解的特定雜湊的輸入來破解SHA-256 雜湊函數。
>> 按此閱讀有關SHA-256 的更多資訊。這將在挖礦新區塊時提供顯著的優勢。但它不會徹底破壞網路的安全性。
破解ECDSA 將是一個更大的問題，因為量子電腦可以使用Shor 演算法從公鑰匯出私鑰——這對於依賴暴力破解的傳統電腦來說幾乎是不可能的。
如果ECDSA 被破解，攻擊者可能會從公鑰中獲取私鑰，從而獲得對這些地址中持有的比特幣的控制權並偽造交易。也就是說，某些比特幣位址類型（即Bech32 位址）提供了針對量子攻擊的額外安全層。
根據德勤的分析，目前約有20% 的比特幣供應容易受到此類攻擊。
也就是說，設計這樣一個系統仍然遠遠超出了我們目前的能力——這在幾十年內都不太可能改變。
根據蘇塞克斯大學科學家的估計，量子電腦需要超過19 億個量子位元才能在10 分鐘內破解SHA-256，而一天內破解ECDSA 256 則需要高達1300 萬個量子位元。這個數字增加到3 億量子位，可以在一小時內破解ECDSA 256。也就是說，一篇論文表明，理論上只需1536 個完全糾錯的量子位元（稱為邏輯量子位元）就可以破解比特幣。目前，最先進的容錯量子電腦使用只有24 個邏輯量子位元。
鑑於目前量子電腦的發展速度，系統可能需要數十年的時間才能達到威脅大多數現代密碼安全措施所需的能力。
由於錯誤風險隨著量子電腦中量子位元數量的增加而增加，因此需要開發先進的糾錯技術和改進量子位元相干性。這仍然是一個未解決的工程和理論問題。
如果量子電腦達到破解ECDSA 所需的運算能力，那麼幾乎所有依賴加密貨幣方法和/或橢圓曲線密碼學的東西都將面臨風險。這包括互聯網和行動通訊網路、加密貨幣數據、VPN網路、生物識別等等。換句話說，如果這樣的量子電腦很快就被發明出來，它對比特幣的影響將是你最不用擔心的事情關於。
就目前情況而言，某些遙遠的量子電腦最終破解保護比特幣區塊鏈的機制在技術上確實是可行的。
幸運的是，比特幣網路隨著時間的推移不斷發展，逐漸納入比特幣改進提案（BIP）。顧名思義，這些是社區提交的提案，其中一些提案可能會從根本上影響平台的運作方式。
為了實現量子抗性BIP，需要由開發人員進行評估，由節點營運商採用並由礦工執行，需要參與者之間達成廣泛共識。
根據升級的重要性，新的抗量子鏈可以向後相容於比特幣區塊鏈的先前版本，因此只需要軟分叉即可實現。
已經有人提議將比特幣改用抗量子密碼學。
這包括最近的BIP-360，它試圖引入P2QRH（Pay-to-Quantum-Resistant-Hash）——一種基於同源的密碼學。這不涉及整數分解，對Shor 演算法有抵抗力，並且沒有有效的量子演算法來解決它。事實上，一些區塊鏈已經聲稱提供不同程度的量子抵抗力。其中包括抗量子帳本（QRL）、IOTA（IOTA）和Nervos Network（CKB）——儘管沒有一個需要抵抗量子攻擊。
>> 點擊此處密切關注您最喜歡的抗量子代幣。
總體而言，在可預見的未來，您的加密貨幣可以安全地抵禦這種潛在的威脅。
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