一、写在前面
谈到计算的未来，区块链和量子计算是最受人关注和最具争议的两个行业。虽然区块链在加密货币和密码学领域的实际应用要领先得多，但量子计算行业也在以惊人的速度增长。事实上，量子计算行业的增长率仅次于区块链，预计从2022年到2027年，该行业将以每年25%的速度增长。
一些专家认为，量子计算的进步可能会进一步促使区块链走向终结，因为量子计算机可以破解最先进的区块链加密技术，未来将作为一种更先进的方式来保护数据，从而取代区块链。
区块链加密和量子计算经常被绑定作密码学方面的对比。一方面是量子计算机是否能快速发展从而破解区块链，另一方面是密码学家是否能迅速提出安全的解决方案来保护自己免受量子黑客攻击。
然而，量子计算和区块链之间的关系不一定是对立的。一些研究人员认为，量子计算和区块链技术最终会融合成新技术，创建出更快、更安全并有助于解决各种问题的革命性计算解决方案。
二、什么是量子计算？与区块链有何不同？
对于不熟悉的人来说，量子计算是一种独特的计算类型，它利用“量子态”来解决逻辑问题，这些问题往往需要惊人的计算机处理能力，普通超级计算机根本无法解决。量子计算机不像传统超级计算机那样逐个分析问题，而可以同时分析大量潜在问题。这些计算机利用量子物理学的原理以极快的速度将错误答案数量降至最低，同时以令人难以置信的速度给出正确答案。
北京朝阳与香港在Web3.0领域合作深化，共建Web3 hub（北京）数字中心:9月6日消息，在2023服贸会朝阳两区建设新闻发布会上，中关村朝阳园表示在互联网3.0等数字经济细分产业领域已领跑北京，朝阳区推动北京数字经济算力中心建设，北京国际大数据交易所数据资产登记中心率先在全市揭牌。
朝阳区与香港在Web3.0领域也已开始布局，已启动香港Web3.0协会与朝阳区的京港互联网3.0数字产业共建合作。朝阳区将在香港Web3.0协会的牵头下、与香港数码港、香港科技大学、高诺国际等协会、高校、企业等，围绕互联网3.0产业发展开展合作共建，主要合作内容有：共同推动建设Web3 hub（北京）数字中心，联合开展互联网3.0前沿课题攻关等，双方还将共同举办京港互联网3.0峰会。[2023/9/6 13:20:58]
当前的计算机通常被称为经典计算机，由传统比特1位或0位组成，两者不会同时存在。而量子计算机则是由量子比特组成的，量子叠加允许比特的两种状态同时存在。此外，与传统比特不同，量子比特可以在量子纠缠的过程中相互影响，从而为整个计算系统创建一个大的量子态。每增加一个量子比特，计算机的潜在状态数量就会增加一倍，与经典计算机相比，这些计算机具有强大的计算能力。
Salesforce Web3工作室联创：现在是客户开始尝试去中心化技术的好时机:金色财经报道，基于云的CRM软件巨头Salesforce正在进军Web3，以帮助其客户面向未来并与新一代客户建立联系。Salesforce的Web3工作室联合创始人Marc Mathieu接受采访表示，随着行业炒作和膨胀的数字资产估值目前处于 \"暂停状态\"，该公司认为现在是客户开始尝试去中心化技术的好时机，包括加密货币钱包和NFTs。[2023/2/25 12:28:28]
量子计算使用情况
除了解决高度复杂问题，量子计算还具有改变加密世界的潜力。量子物理和量子态的性质决定了特定信息的实际状态在被干扰时会发生变化。因此，理论上，量子加密是不可破解的，因为任何信息状态如果被窃听者查看，都将发生不可逆转的变化。然而，就像量子计算可以创造强大的加密技术一样，它也有可能破坏以前无法破解的加密形式，与区块链的存在成了一个潜在的冲突。
像IBM这样的公司，他们目前正在利用量子计算机来解决各种各样的问题，例如为电动汽车开发更高能量密度的电池、可减少碳排放的清洁材料，甚至在寻找可以揭示宇宙起源的粒子。
与量子计算相比，区块链是分布式账本技术，这个由密码学创建的信息账本一旦经过一系列分布式计算机的验证就无法有效更改。区块链使用各种共识机制—分布式节点网络，并通过“验证”信息块将其添加到区块链中。区块链完全属于经典计算领域，这意味着区块链在某个时间点只会处于单一状态。
Web3视频平台Shibuya完成690万美元融资，蔡崇信等参投:12月8日消息，由数字艺术家Emily Yang推出的Web3视频平台Shibuya宣布完成690万美元融资，a16z Crypto和Variant联合领投，帕丽斯·希尔顿和NBA球星凯文·杜兰特等名人、阿里巴巴联合创始人蔡崇信、DeFi交易平台Aave创始人Stani Kulechov等参投，该平台在本轮融资中的估值达到5000万美元。
Shibuya旨在利用Web3服务帮助电影制作人通过影迷来募资和发行电影，而不再依赖于好莱坞制片系统，该平台像是“Netflix和众筹平台Kickstarter的结合体”。（fortune crypto）[2022/12/9 21:32:28]
正如业界所述，区块链技术是一种出色的工具，可通过自动执行的智能合约创建分布式应用程序，其中包括数字货币、物流和记录保存协议以及各种金融产品。
然而由于网络的限制，区块链未必有能力解决高水平计算问题。目前区块链最大的问题是交易速度缓慢，新的区块链竞相提供高效交易的解决方案。相比之下，量子计算在解决一些大而棘手的科学问题方面具有巨大潜力，但它不一定是创建消费类应用程序的好工具。
因此，可以肯定地说，量子计算和区块链是两种不同高度的技术，它们之间的相互作用可能会深刻地改变这两个行业。
SBF：香港最可能成为亚洲Web3中心:10月31日消息，FTX首席执行官SBF在香港金融科技周网络研讨会上表示，香港可能会成为亚洲Web3、区块链和加密货币中心。SBF表示，从全球范围内来看，巴哈马和迪拜都很有可能成为加密中心，但是在亚洲，可以用于判断的趋势并不明显。SBF补充道，虽然新加坡、韩国釜山都有可能，但是我认为香港的可能性最大。[2022/10/31 12:01:21]
三、量子计算会破坏区块链并终结加密货币吗？
德勤的一项研究表明，一次攻击可能会窃取25%的比特币，截止到2022年1月，窃取金额已达到了3000亿美元，随着加密货币市场规模的急剧增长，加密黑客最终窃取金额可达数亿美元，借助量子计算的力量，黑客们未来很有可能在导致全球经济混乱的同时摧毁整个区块链。
具体来说，目前主流的量子计算机还没有开发出Shor函数这个功能，当由量子计算机实现Shor函数时，理论上可以解决目前被椭圆曲线乘法隐藏的素因数，这是一种用于散列的乘法形式，目前几乎不可能反转。
例如，研究人员计算出，用经典计算机计算和椭圆曲线乘法来确定与公钥相对应的私钥需要340,282,366,920,938,463,463,374,607,431,768,211,456次基本运算，相当于数千年。
Web3教育初创公司STEMuli完成325万美元种子轮融资，Draper Associates参投:金色财经报道，Web3教育初创公司STEMuli宣布完成了一笔325万美元的种子轮融资，投资方为Slauson & Co、Valor Ventures和Draper Associates、WNBA球星蕾妮·蒙哥马利。STEMuli 创建了一个教育元宇宙，为核心课堂带来了独一无二的基于 3D 游戏的平台。在数字世界中，STEMuli 将公司与其未来的 K-12 学生劳动力联系起来，并努力缩小用户的成就和就业差距。STEMuli 的创始人兼首席执行官Taylor Shead认为，元宇宙改变了教师和学习者的游戏规则。（essence）[2022/5/22 3:33:17]
相同情况下，使用Shor函数的量子计算机只需2,097,152次基本运算即可，相当于只需要几个小时。
量子计算除了取代区块链加密之外，另一个担忧是量子计算机可能会取代传统计算机进行加密货币挖矿。正如理论所述，如果这些计算机能够凭借超快的计算能力比传统的采矿设备更快地挖矿，这将会导致资产价格不稳定、遭受51%攻击和挖矿权极端集中化等问题。由于环境问题和其他因素，一些区块链如以太坊正在转向不涉及计算密集型挖矿的权益证明和其他共识模型。
尽管有这些基于数据的担忧，并非所有专家都相信量子计算将来能够有效地破解区块链并取代传统密码学。例如，一些人认为比特币中使用的SHA-256加密是有可能抵抗量子的，即使量子计算机能够破解当前的区块链加密方法，这也可能需要10到20年的时间，这让正在开发新的、更强大的加密方法的区块链密码学家处于领先位置。
此外，椭圆曲线加密最常见的替代方案RSA加密也可能是具有一定的量子抗性。虽然在传统解密方面，椭圆曲线加密被认为比RSA加密更安全，但专家认为在量子解密方面情况则相反。此外，即使RSA最终成为“可破解的量子”，软分叉和不断更改的钱包地址也能够减弱量子计算机破坏区块链或窃取加密货币的大部分可能性。
四、量子计算能否与未来的区块链融合或增强？
虽然有一部分人认为量子计算可能会破坏区块链和加密货币，但也有人认为量子加密可以与区块链相结合创建比当今协议更安全的区块链，从理论上形成对传统黑客攻击和量子计算机攻击有很强防御能力的区块链。
研究人员认为传统的区块链密码学方法可以用量子密钥代替。
量子密钥密码术，也称为量子密钥分发(QKD)，通过在光链路上以光子的形式发送光的“量子粒子”来运行。正如我们前面提到的，任何干扰操作都会取消验证交易。为了实际有效地使用，这些量子密钥需要与一次性密码(OTP)加密一起使用来生成只能使用一次的密钥。
李春堂、徐寅松、唐嘉豪和刘文杰在《量子计算杂志》上发表的一篇题为《量子区块链：基于量子力学的去中心化、加密和分布式数据库》的论文详细介绍了量子计算应用于区块链的优势，特别是节点选择随机化，量子区块链协议可以取代当前随机化方法，利用量子随机数生成器来选择验证者节点，这将有效地解决当前区块链随机化问题。
该论文认为，量子区块链也有可能用一种新型的量子加密拜占庭协议取代经典拜占庭协议。虽然只是理论，但如果得以实现，那将在可以帮助抵御51%攻击的同时创建全新的、高度安全的基于量子加密的加密货币。
虽然上述大部分内容指的是创建新的量子区块链，但量子技术也很可能应用在现有区块链中来增加去中心化，也可以缩短比特币、以太坊和Solana等主要区块链的交易时间。
在实际运用上需要解决的问题是如何让节点运营商获得量子计算和量子密钥生成功能。目前，大多数量子计算机因其昂贵的价格都仅限于实验阶段，这意味着很难通过大量节点运营商进行操作。但是我们相信这种情况会进一步得到改善，一家深圳技术公司推出了一款成本仅为5,000美元的小型量子计算机，成本远低于目前运行完整的以太坊节点所需的成本。
五、什么是抗量子账本？
目前，有两个公共区块链项目声称是完全抗量子的，即抗量子账本和比特币后量子。抗量子账本(QRL)称自己为“具有状态签名方案和最具安全性的后量子安全区块链”。
QRL协议使用“IETF指定的XMSS，这是一种基于哈希的前向安全签名方案，具有极少的安全假设。”XMSS利用Merkle树的扩展Merkle签名方案。基于状态的散列签名方案被认为比RSA或椭圆曲线密码学更能抵抗量子黑客攻击。但是，如果密钥被多次使用，基于哈希状态的签名方案估计会很容易受到攻击，与其他密码学相比，这会是个劣势。
目前，美国国家标准技术研究所?(NIST)的计算机安全资源中心正积极地对除了XMSS，NIST，?等70种“后量子密码学”加密技术进行研论，他们希望借此评估该项技术在民用和政府方面的优劣势。
抗量子账本声称，它的“扩展”Merkle签名方案比传统的Merkle签名方案更有效、更安全，但如果没有真正有效的量子计算机对其进行破解测试，很难证实这一点。
六、什么是比特币后量子？
除了QRL项目之外，另一个区块链项目—比特币后量子也声称可以使用基于哈希状态扩展Merkle签名方案来保护自己免受量子计算攻击。BPQ是比特币区块链的一个实验分支，它使用的是量子安全数字签名而不是传统的加密技术。未来几年，BPQ进行的研究可能会成为将抗量子加密技术引入比特币主网络的基础。
与QRL不同，BPQ目前正处于研究阶段，其计划中的货币BitcoinPQ目前还没有被开采。
七、量子计算和区块链的未来是什么？
量子计算和区块链的未来仍是个未知数，该最终答案可能会成为未来计算机科学领域的决定性因素之一。区块链帮助互联网民主化，创造了加密货币，并以比特币和以太坊等流行区块链的形式创建了世界上最大的分布式计算机网络。
相比之下，仍处于早期阶段的量子计算有可能帮助我们解决更多具有影响力的科学和技术问题，并以我们无法预见的方式推进技术发展。如果量子计算和区块链发生冲突，那可能是一场史诗般的灾难。相反，如果密码学继续发展，能够创建越来越多的抗量子加密方法，或者如果量子加密本身被集成到区块链中，那么这些技术的结合将有助于创建一个更安全、更民主化的互联网，从而对世界产生积极影响。
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