区块链只是一种过渡技术吗？

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当量子计算机成为现实时会发生什么？

去年在加密货币研讨会上我最喜欢的时刻之一是有人问了这个问题。回应是死一般的沉默。半晌后，说话的人说了句类似的话，“我们到了那里就知道了。”

让我解释。

区块链技术和基于它的加密货币、不可替代代币 (NFT) 和智能合约的整个前提是分布式账本非常安全，现代计算机无法破解。我有点过于简化了，但为了让区块链接受交易，网络上超过 50% 的共享区块链的计算机需要同意声称是加密资产新所有者的计算机是确实是合法所有者。并且该网络仅接受具有工作量证明 (PoW) 的声明，这本质上是几个非常大的数字的大规模乘法练习。再次，我在这里过于简单化了。

一旦这样的 PoW 被提交到区块链网络并且超过 50% 的计算机接受它，就会将一个新块添加到链中，并且更长的区块链被认为是真正的区块链。为新的加密货币提交 PoW 就是创建一个新的代币或硬币。同样，提交 PoW 会创建一份合同，证明某些资产的所有权，而不依赖于集中式数据库或潜在的腐败政府官员。

现在想象一下，你可以比网络中的所有计算机检查 PoW 的真实性更快地生成这些 PoW。然后，您可以不断超越验证过程并在区块链中生成新块，然后网络的其余部分可以检查它们。由于所有区块链技术都假定最长的区块链是合法的，因此您可以有效地“破解”系统。所有其他计算机将简单地接受您的区块链作为比较任何新 PoW 的依据。

凭借现代计算能力，根本不可能创建这样一个所谓的 51% hack。但量子计算机的速度会快得多，以至于在某些时候，它们将轻松超过任何传统计算机网络。事实上，速度并不是他们唯一的优势。

传统计算机基于区分两种二进制状态（称为“比特”）0 和 1 的晶体管。但量子计算机可以同时采用 0 和 1 并将这些“Qbit”叠加。如果这听起来很奇怪，想想典型的老式计算机，它将字母或数字编码为一系列 8 位。有 256 个不同的字符或数字可以用这 8 个位进行编码，并且在任何给定时间，标准计算机中的晶体管都将处于这 256 种可能状态之一。但是具有 8 个 Qbits 的量子计算机可以同时获取所有 256 个状态，并同时使用它们进行计算。因此，量子计算机的优势随着它们包含更多的 Qbits 而呈指数增长。

这意味着必须完全重新设计量子计算机中的算法才能利用这些计算能力。但这也意味着量子计算机将变得更加强大。他们将轻松破解传统计算机在宇宙剩余生命周期内无法解决的问题。

因此，假设您是第一个构建功能齐全的量子计算机的人或公司。由于世界上所有的网络都基于传统的计算机，你可以在几秒钟内接管地球上的每一个区块链。只有当网络中的大多数计算机也成为量子计算机时，区块链才会再次安全。但到那时可能为时已晚。

即使量子计算机还没有真正实现所谓的真正量子优势，或者当它们能够解决传统计算机无法解决的问题时，量子计算机的这种优势仍然存在。一旦标准计算机的问题解决能力被其量子计算机所超越，世界上所有的区块链都将被任何拥有量子计算机的人破解。

因此，当量子计算机成为现实时，区块链技术将不得不从头开始完全重新创建，否则将失去其所有去中心化和安全优势。

但量子计算机仍然只是科幻小说，不是吗？对，他们是。但它们现在正在开发中。如果你根据摩尔定律将当前计算能力速度的进步推断到未来，那么到 2045 年左右，一台量子计算机将能够破解比特币区块链。

量子计算机与比特币哈希率

该估计基于两个假设：首先，量子计算的发展速度与传统计算相同。然而，我们知道，新技术的发展往往比成熟的技术要快得多。其次，2045 年适用于比特币区块链，这是迄今为止最复杂、计算量最大的区块链。（这就是为什么比特币作为支付系统无法与世界上的 PayPal 和信用卡网络竞争的原因）。其他区块链，如 Ether 或那些底层商业应用程序使用更小的网络。根据一项关于量子计算优势的新研究，量子计算机最早可以在 2023 年破解此类区块链。

就个人而言，我不认为 2023 年是现实的。但我对量子计算进展的了解越多，我就越相信这可能是这十年的某个时候。然后会发生什么？

除非所有区块链应用程序都提前从根本上重新设计，否则它们可能会变得不安全和无用。

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约阿希姆克莱门特，CFA

CFA 约阿希姆·克莱门特 (Joachim Klement) 是 CFA 研究所研究基金会的受托人，并定期在 克莱门特谈投资. 此前，他是 Wellershoff & Partners Ltd. 的首席信息官，在此之前，他是瑞银财富管理战略研究团队的负责人和瑞银财富管理的股权战略负责人。克莱门特先后在瑞士苏黎世和西班牙马德里的瑞士联邦理工学院（ETH）学习数学和物理，并获得数学硕士学位。此外，他还拥有经济学和金融学硕士学位。