量子区块链技术引领的变革

股票学习（luolss777.com）讯（编辑 章馨），来自新西兰惠灵顿维多利亚大学的两位研究人员提出了一种新的量子区块链技术，通过利用跨时间的量子纠缠，可以极大地提高未来在量子网络上运行的区块链系统的安全性。

著名的数学家、宇宙学家以及资深作家马特·维瑟(Matt Visser)著有《人工黑洞》(Artificial Black Holes)和《洛伦兹虫洞》(Lorentzian Wormholes)两书。另一位学者，Del Rajan是Visser研究组中的一位博士研究员。

身任IEEE Spectrum分析师的Rajan表示：“虽然以前也有将区块链与量子操作结合起来的范例，但区块链本身从来就不是量子的。而我们正在呈现的是第一个完全的量子区块链。”

“预计到2027年，将有10%的全球GDP可以存储在区块链技术上，”Rajan补充道。因此，找到可以提高区块链网络安全性的方法是至关重要的。Visser和Rajan确信，他们的量子区块链概念能够实现对所有记录和交易无懈可击的免篡改。

这两位科学家建议在不同时共存的光子之间使用量子纠缠。

量子纠缠是困扰爱因斯坦许久的问题，它仿佛一种发生在远距离的幽灵般的奇异行为，它展现了有着共同起源或在过去曾发生过相互作用的远程量子粒子之间的相互关系。纠缠的非局域关联似乎是发生在一瞬间的，或者说至少要比其他物理交互传播的速度快得多。特别是，经过研究人员在实验室中的反复确认后发现，由于粒子之间的纠缠太过遥远以至于不能以光速来交换信号。

结果表明，处于纠缠中的粒子的状态会以微妙的方式影响其他粒子的状态。而纠缠的重要实际应用包括量子计算和量子加密货币学。

 量子技术与加密货币学对于加密货币学来说，纠缠是一把双刃剑。一方面，基于纠缠的未来量子计算机，有望打破当今最强的加密货币技术。且量子信息技术正在为权力、金钱和科技巨头所支持和拥护，其中包括美国和中国政府，以及IBM、英特尔和微软等。

美国国家标准技术研究所(NIST)最近发布的一份报告指出，在不久的将来可以被开发出来并投入实用的量子计算机，将极大地削弱现有加密货币计算方法的影响。这可能导致我们需要调整或更新现今区块链系统中使用的加密技术。该报告提供了一份来自NIST 2016年《量子加密货币报告》的表格，其中描述了量子计算对常用加密货币算法的影响。

总得来说，RSA、椭圆曲线加密学(ECDSA和ECDH)和有限域加密学(DSA)不再像人们以前认为的那样安全。而AES、SHA-2和SHA-3应该拥有更加强大的计算能力。

另一方面，尽管量子纠缠使强大的量子计算机能够很快超越现今最好的加密计算能力，但它也使量子加密货币学具有无法破解的安全性，这是由量子物理本身所能够保证的。因此，量子区块链技术也可以利用相互纠缠的关联来检测窃听者截获加密密钥的企图。

如果量子纠缠听起来很怪异，那么时间纠缠听起来就更奇怪了。然而研究结果表明，非局域纠缠关联不仅跨越空间，而且跨越时间。

Visser和Rajan的基本思想是将数据编码在量子粒子上，《麻省理工学院技术评论》解释道。“这将成为第一个量子区块链。当有更多的数据可用时，这将与来自第一个粒子的数据结合在一起，在量子操作中将其与第二个粒子纠缠在一起。然后丢弃前者，将第一个交易块的记录与第二个交易块的记录进行合并，并以用同样的方式添加来自第三个块的数据，从而创建一个链。”

Visser和Rajan标注道：“在我们的量子区块链中，我们可以将我们的编码过程解释为将一个块中的当前记录连接到一个块中，而不是连接到过去的记录。攻击者甚至不能访问先前的光子，因为它们已经不存在了。”因此，时间纠缠比在空间纠缠具有更大的安全效益。

“这就是将过去的交易记录编码到一个跨时间传播的量子态中，”Rajan总结道。

“这项工作可以看作是一个量子时间机器，”Visser补充道。

 量子区块链的现在和未来这听起来可能像是科幻小说，但它得到了坚实的科学和现有技术的支持。“所有设计的子系统已经被实验证明可行，”研究者表明。创建高度安全的交易网络的实际应用也可能会引起政府和公司的兴趣。

量子区块链不能在当今商业通信网络之上实现，因为这些网络不是为处理量子信息而设计的。然而，Visser和Rajan强调，目前在建立一个全球量子网络方面正在取得重大进展。

最近发表在《自然光子学》杂志上的一篇评论文章声称：“我们现在所要面临的问题不再是我们是否将建立一个全球量子网络，而是何时以及如何实现它。”世界上的各个国家也都在致力于开发相应的量子技术以利用其强大的功能造福其民众。

鉴于人们对量子信息技术的兴趣日益高涨，以及从Visser和Rajan的理论工作来看，在未来的量子网络中实现高度安全的量子区块链是很值得提倡的。

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