作者：Kava Labs 來源：medium
在基於AI 驅動的風險評估相關文章中，我們已經了解了AI 如何透過異常檢測和預測分析來增強網路安全。然而，如果有另一種獨立的創新技術出現，並在去中心化金融（DeFi）領域內引發新的技術範式轉換，那會發生什麼？如果這種新技術能夠透過攻破加密技術來徹底顛覆DeFi 所依賴的基礎，那又會發生什麼事？
隨著量子運算的發展，許多專家對未來也抱持著擔憂。從加密貨幣誕生初期，這些擔憂就已經存在，這種擔憂自加密技術誕生之初就已存在，但隨著谷歌於2024 年第四季宣布推出其最新量子電腦晶片Willow，這種擔憂進一步加劇。
因此，在本文中，我們將探討量子運算的原理、它對DeFi 的潛在威脅，以及產業在未來是否應該對此保持警惕。
對比傳統計算與量子計算
在探討量子運算的威脅時，首先需要先理解它與我們今天熟悉的傳統運算系統有著根本性的不同。為了開始理解它，我們必須深入到數位資訊的最小單位 — — 位元（bit）。比特是所有現代計算技術的基本建構模組，歷史上一直用0 或1 來表示。
這個基礎單位使得現代計算技術得以在其基礎上進行結構性發展。二進制系統的強大使得我們能夠建立一個堅實的基礎，在此基礎上可以建立更大、更複雜的系統。
量子計算透過創造這種計算單位的一種替代方案，對二進制系統的本質提出了挑戰。在量子計算中，替代的量子位元（qubit）不僅在傳統位元可以處於的位置上有多種可能，而且在它是否可以編碼為1 或0 的多種真實性上也有多種可能。
疊加態
疊加態是量子計算的基石之一，但它非常抽象，對某些人來說可能難以理解。在傳統計算中，比特的狀態始終是100% 確定的，要么是1，要么是0。而在量子計算中，量子位元（qubit）可以同時代表1 和0。可以想像某個東西同時是「是」和「不是」。這在傳統思維和經典模型中似乎沒有太大意義。
解釋這現象最簡單的方法是透過20 世紀物理學家厄爾溫‧薛定諤（Erwin Schrödinger）以及他關於量子力學不確定性原理的理論。你可能更熟悉的是薛丁格的貓實驗，其中我們被要求想像這樣一種情境：一隻貓被放進一個密封的盒子裡，盒子裡有一個蓋革計數器和一塊放射性物質，這塊物質在衰變時會釋放毒氣。理論上，由於放射性物質的衰變過程是不確定的，因此貓在盒子被打開之前，技術上處於既生又死的狀態，因為我們無法確定哪種狀態是準確的，直到我們打開盒子親自查看。量子位元在被強制進行計算之前，既是「活的」也是「死的」。
糾纏態
如果你還在繼續閱讀，恭喜你，量子運算的概念還沒有讓你的大腦崩潰。那麼，在我們了解了量子位元是什麼以及它們是如何表示的之後，我們需要進一步探討每個量子位元內部的粒子是如何相互關聯的。這就是所謂的糾纏態，它是量子計算的第二個基石。
我們已經看到了量子運算如何在類似於薛丁格貓的思想實驗模型上運作。然而，量子計算在糾纏態的作用下，將這個類比推向了一個新的層次。量子計算不僅僅是同時保持兩種計算狀態，而是涉及更多的情境，這些情境透過多個位置相互作用並相互改變。想像你在迷宮中導航。在傳統計算中，如果你的第一條路走到了死胡同，它可以被歸類為零。第二次嘗試同樣失敗，過程會依序繼續，直到找到正確的答案。在同樣的情境下，量子計算會將所有的路線同時映射出來，每一條失敗的路線和成功的路線都會影響其他所有情境的效果。
思想實驗還是其他？
儘管試圖理解量子運算的理論非常困難，但如果我們要考慮運算能力的創新性提升，這一點就顯得至關重要。量子位元的疊加態和糾纏態使得量子運算能夠處理的問題規模和速度，遠遠超過我們今天所能理解的任何事物。
我們在關於技術革新限制的文章中展示了現代數位資訊的不同大小。從儲存一份五頁文件的平均字處理文件需要多少KB，到一個三分鐘的MP3 音訊檔案需要多少MB，理解數位資料的規模是理解為什麼從位元到量子位元的根本構建塊重構會產生如此複合效應的關鍵。
有了這個參照框架，我們就能開始理解量子運算的強大。谷歌聲稱，其新推出的量子晶片Willow，將在五分鐘內處理一個問題，而今天市場上最快的傳統電腦需要花費十個千億年（10 的27 次方年）才能解決。五分鐘對比10,000,000,000,000,000,000,000,000 年，由此可見。
現代加密學的終結？
你或許已經看到，量子運算可能會開始對去中心化金融（DeFi）產業構成系統性的威脅。如此強大的運算能力正是那種可能取代支撐整個區塊鏈生態系統的加密安全性的技術。暴力破解攻擊可以瞬間揭示私鑰訊息，並竊取用戶帳戶。
在我們之前的文章中提到過，人工智慧與區塊鏈的互通性整合可能會導致一個「毒丸」效應，惡意行為者在其中運作。現在，結合這些理論與量子運算的潛力，很容易想像一個未來，在那裡整個DeFi 領域在幾分鐘內就會被徹底瓦解。
樂觀的理由
如果你擔心量子運算對DeFi 的威脅，那麼仍然有多個理由讓你保持樂觀。首先，如果你還沒意識到，量子運算是極為複雜、困難且昂貴的。如今，只有極少數量子電腦存在，它們大多在IBM、Google、亞馬遜和阿里巴巴等公司嚴密監管和控制的環境中開發。這些公司並沒有削弱DeFi 加密安全的利益。因為這樣做會破壞用於保護傳統銀行和國家防禦基礎設施的相同加密安全性，包括核反應器和武器系統。
其次，我們常常低估了我們產業的重要性。目前，DeFi 領域的總價值（TVL）為1,250 億美元，相較之下，它仍然是一個非常年輕且小規模的產業。貨幣市場銀行的市值超過909,647 億美元，整合石油和天然氣的市值超過1,090 億美元。雖然這聽起來可能有些悲觀，但如果量子運算技術加速發展並成為威脅，攻擊DeFi 領域將是最不具吸引力的目標，因為世界上的其他一切也將同樣受到攻擊，甚至更容易受到威脅。即便DeFi 成為攻擊目標，我們也將面臨量子運算攻擊帶來的社會後果，尤其是在其他較為迫切的領域，例如全球供應鏈中斷、AGI（通用人工智慧）或核武部署。保護DeFi 和私鑰安全可能不再是我們最關注的問題。
此外，隨著技術進步和新威脅的出現，新的解決方案也將隨之而來。後量子加密（Post-Quantum Cryptography）是目前這一領域的重要議題。開發者們已經深刻意識到，如果量子運算在沒有足夠安全保障的情況下釋放出來，它可能會帶來的威脅。美國國家標準與技術研究院（NIST）正在領導建立全球後量子加密標準的工作。
我們也應該認識到量子計算的出現是一個積極的力量。擁有量子運算模型所賦予的強大運算能力，將促使從太空旅行到全球物聯網和人工智慧整合等領域的前所未有的發現。透過我們的系列文章，我們已經看到人工智慧在智慧車輛、醫療突破和藥物發現等方面加速創新的進程。量子運算將進一步提升和加速發現的步伐，速度甚至超越最樂觀的未來學家的想像。
最後，我們應該承認，量子計算仍處於初期階段。即使Willow 量子運算晶片已經問世，量子電腦在現實世界中的實際應用仍然有限。要實現完全運作並與現實世界整合，量子電腦必須對當前的數位環境進行廣泛的索引。將各個產業轉型以抵禦量子運算的威脅，或僅僅準備好迎接它帶來的好處，將是社會必須克服的艱鉅任務。無論量子運算的未來如何，它注定是一條有趣且具破壞性的道路。 DeFi、人工智慧和後量子加密如何應對，將成為21 世紀最具定義性的時期之一。
