Kvant Məsələsi: Kvant Bitcoin'inizi Əldə Etmək Üçün Gəlmir

Bitcoin'in mövcud olduğu müddətcə, onun sonunu proqnozlaşdırmaq üçün yeni FUD (qorxu, qeyri-müəyyənlik və şübhə) formaları istifadə olunub. Buna baxmayaraq, Bitcoin çox trilyon dollarlıq bir aktivə çevrilmiş və qlobal pul sistemində yerini almağa başlamışdır. Son aylarda, bir hücumçunun açıq açarları istifadə edərək gizli açarları yenidən yaratmasına və başqalarının pullarını köçürən Bitcoin əməliyyatlarını imzalamasına imkan verən kriptoqrafik cəhətdən müvafiq kvant kompüterinin (CRQC) təhdidi, inkişaf etmiş bir FUD forması olaraq geri dönmüşdür. Bu, Bitcoin'in davamlı artımına real bir təhdid midir? Bir sözlə, xeyr. Bir CRQC-nin on il ərzində inşa ediləcəyinə dair heç bir sübut yoxdur və belə bir maşının heç vaxt inşa ediləcəyi də məlum deyil. Kvant təhdidi FUD olaraq qalır.

İncəliklər

Bu günə qədər, heç bir kvant kompüter, bir 6 yaşlı uşağın edə biləcəyi şeylərdən kənarda bir şey hesablamağı bacarmamışdır (empirik olaraq təsdiqlənmişdir). Kvant kompüterləri möhtəşəm bir texnologiyadır və müasir dünyanın həqiqətən elmi fantastika dəyərindəki qabiliyyətlərini nümayiş etdirir. Bu cihazlar optik pincer, lazer soyutma, superkeçirici axın qubitləri, elektromaqnit tələləri, dilüsiya soyuducuları və daha çoxu kimi əsas texnologiyaları istifadə edir. Bu cihazlar daxilində fərdi qubitlər spesifik subatomik vəziyyətlərə (hər bir namizəd texnologiya üçün fərqli) zorla salınır, superpozisiyalara entaqrasiya edilir, hesablama nümayiş etdirmək üçün manipulyasiya edilir və sonra onların subatomik xüsusiyyətləri oxunur və şərh edilir. Şaşırtıcı həqiqət budur ki, bu cihazlar mövcuddur və bir neçə giriş üzrə mənalı hesablama istehsal etmək üçün manipulyasiya edilə bilər. Soyuq reallıq yoxlamasıdır ki, (bir namizəd texnologiya üçün) bir kiçik uşağın edə biləcəyi bir hesablamanı etmək üçün Texas'da bir liseyin havalandırma sistemini işə salmaq üçün kifayət qədər enerji, bir neçə saatlıq quraşdırma və əlavə saatlar tələb olunur.

Gələcəyi Oxumaq

Siz nə düşündüyünüzü bilirəm, "amma kvant kompüterlərinə bu qədər pul axır". Bir sahəyə pul axmasının, o sahədə real dünya texnoloji irəliləyişinin sürəti ilə əlaqəsi varmı? Həqiqətən də, yoxdur. Əslində, düzgün əsas texnologiya inkişaf etdirilmədikcə və məhsul-bazar uyğunluğu təsdiqlənmədikcə, bir sahəyə axan pulun tətbiq olunan texnologiyanın inkişaf olunma ehtimalı ilə mənfi korrelyasiyası olduğu iddia edilə bilər. Bu, NASA'nın Space Shuttle proqramını SpaceX'in Falcon 9 ilə müqayisə edərək aydın görünür. SpaceX (əsasən) məlum elmi götürərək bunu praktikaya çevirdi ki, etibarlı və daha aşağı qiymətli kosmosa giriş üçün sübut olunmuş bazar tələbatını ödəsin, ilk ekipajlı missiya üçün proqram xərci 5 milyard dollardan azdır. Space Shuttle ilk ekipajlı missiyaya çatmaq üçün təxminən 50 milyard dollar xərclədi. Falcon 9 inkişaf etdirmək üçün bir sıra dəfə daha az xərclədi, lakin bu günə qədər mükəmməl ekipaj təhlükəsizliyi rekorduna malikdir. Bu fərqlərin bir çox səbəbi var, lakin bu, heç bir pulun hazır olmayan bir texnologiyanı praktik etmədiyini göstərir. Bunu kvant kompüterlərinə çevirdikdə: problemi həll etmək üçün tonlarla pul xərclənməsi ilə, böyük xərclərlə texnologiya nümayişləri mümkündür. Lakin bu, daha çox pulun bizə stabil, aşağı xətalı qubitlərin müqəddəs qraili gətirəcəyinə dair heç bir şey demir. Space Shuttle proqramında davam edən inkişafın heç bir miqdarı, Falcon 9'un aşağı qiymətini, yüksək etibarlılığını heç vaxt istehsal etməzdi və tamamilə mümkündür ki, heç bir miqdarda davam edən inkişaf, hər hansı bir qiymətə, indiki kvant kompüter texnologiyalarını bir açar cütünü qırmaq üçün kifayət qədər etibarlı etməyəcəkdir.

İndi düşünə bilərsiniz ki, "amma son dövrlərdəki irəliləyişlər nə olacaq?" Son dövrlərdə dərc olunan irəliləyişlər haqqında iki mühüm şeyi unutmayın. Birincisi, bu irəliləyişlərin bir çoxu yalnız saf riyaziyyat sahəsində irəliləyişlərdir. Məsələn, son Google məqaləsi o qədər mühüm bir nəticəyə malik idi ki, onlar nəzəri kvant dövrəsini redaktə etməyi seçdilər, çünki onun mühüm kriptoqrafik sistemləri pozmaq üçün istifadə olunma riskini göz önündə tuturdular. Bu, CRQC-lərin gələcəyinə doğru böyük bir irəliləyiş kimi görünə bilər, amma əslində heç nəyi dəyişmədi. Kvant avadanlığı Falcon 9 anını yaşayana qədər, redaktə edilmiş dövrəni işlətmək üçün lazım olan sabitlik və miqyasda heç bir cihaz yoxdur. Bu, heç vaxt mövcud olmaya biləcək bir cihaz üçün hazırlanmış bir dövrəni gizlətmək üçün saf teatrıdır. İkincisi, avadanlıq tərəfində, müəyyən bir ildə dərc olunan bir çox yeni nəticə və irəliləyişlər görürük, amma bunların neçəsi eyni kvant hesablama namizəd texnologiyası ilə əlaqəlidir? Neçəsi əvvəlki nəticənin bir dead-end ilə sona çatdıqdan sonra sadəcə bir başlanğıc olaraq təmsil olunur? Həqiqət budur ki, bu irəliləyişlər, nəticədə uğura doğru bir xətt üzrə irəlilədiyimizi göstərmir. Onlar, kvant tədqiqatçılarının ümid etdiyi sonsuz imkanlar sahəsində bir genişlik-birinci axtarışını təmsil edir ki, burada irəliləmək üçün bir yol tapmağı ümid edirlər, hətta mülayim bir məsafə qət etmədən yenidən bir dead-end-ə çatmadan.

Kvant hesablama gələcəyinin reallığına baxdığımızda, ən yaxşı halda bulanıqdır. Ümidverici texnoloji inkişaflar vardır. Xüsusilə, mənim gözümə, neytral atom cihazları sahəsində. Amma hələ də, hazırda məlum olan hər hansı bir budaq boyunca gələcək CRQC-yə açıq bir yolun olub-olmadığını demək üçün çox erkəndir, ya da gələcəkdə daha çox yenidən başlama olacaq. Əgər bir nöqtədə, eyni namizəd texnologiyasının bir çox iterasiyalarını daha qabiliyyətli cihazlar həyata keçirərək, bir dahi uşağın da hesablaya bilməyəcəyi mənalı nəticələr əldə etdiyini görsək, bu müzakirəni fərqli sübutlarla yenidən nəzərdən keçirə bilərik.

Nəzəriyyə

Kvant tədqiqatlarının onilliklər ərzində CRQC inkişaf etdirməkdəki təkrarlanan uğursuzluqları üçün iki mümkün izah var. Bu, sadəcə çətin bir problem ola bilər və biz onu həll etmək üçün elmi və mühəndisliyi tətbiq etməyə davam edirik və bir gün insan növünün yaradıcılığı İnternetin, smartfonun, sosial medianın və Bitcoin-in inkişafında olduğu kimi qalib gələcək. Digər tərəfdən, CRQC-nin inkişafı ya mümkün deyil, ya da əbədi olaraq bizim əlimizdən kənarda qalacaq. CRQC-nin mövcud olmasının nə demək olduğunu düşünün: maşın, həll ediləcək kriptoqrafik problemin mürəkkəbliyi ilə eyni ölçüdə olan imkanlar sahəsini öz superpozisiyasında təmsil etməlidir. Yəni, Bitcoin-in secp256k1 əyrisində 128-bit təhlükəsizliyini pozmaq üçün kvant superpozisiyası 128-bitlik bir ədədin bütün mümkün dəyərlərini təmsil etməlidir. Klassik hesablama sahəsində, bütün bu dəyərləri təmsil etmək, insanların indiyə qədər istehsal etdiyi kompüter saxlama sahəsindən (bir çox ölçü fərqi ilə) daha çoxunu tələb edəcəkdir. Əgər kvant superpozisiyasında ən kiçik bir granulyarlıq varsa (yəni, kvant superpozisiyası bütün mümkün dəyərlər üzrə mükəmməl davamlı deyil), onda kvant kompüteri heç vaxt kriptoqrafik cəhətdən müvafiq ola bilməz. Əgər superpozisiyanı saxlamaq üçün tələb olunan enerji, təmsil olunan sahənin mürəkkəbliyi ilə miqyaslanırsa, onda kvant kompüteri heç vaxt kriptoqrafik cəhətdən müvafiq ola bilməz. Müasir kvant fizikasının anlayışı bu iki mümkünlüyü istisna etmir.

Nəticə: Bitcoin Dincələ Bilmir

Bütün bunlara baxmayaraq, Bitcoin-in yeni kriptografik alqoritmlərə doğru inkişafı davam etməlidir. Bitcoin-in kriptografiyasına qarşı kvant hücumu heç bir şəkildə yaxın deyil, lakin başqa yollarla başqa bir zəiflik tapılması tamamilə mümkündür. Biz bilirik ki, bəzi elliptik əyrilərin zəiflikləri aşkar edilib və secp256k1 növbəti ola bilər. Bitcoin, sistemə edilən hücumların onu gücləndirdiyi üçün bu qədər uzun müddət yaşayıb və kvant FUD hücumu baş verdikcə bu, belə olacaq. P2MR və ya P2TRv2, SHRINCS, SPHINCS, IBC, ML-DSA və daha çox post-kvant imza sxemlərinin inkişafı, hətta faktiki CRQC heç vaxt inkişaf etdirilməsə belə, gələcək hücumlara qarşı Bitcoin-in dayanıqlığını artıracaq.