无论量子计算的未来如何，它都注定是一条有趣且具有颠覆性的道路。

作者：卡瓦实验室

在有关人工智能驱动的风险评估的文章中，我们了解了人工智能如何通过异常检测和预测分析来增强网络安全。然而，如果另一种自主创新技术出现并引发去中心化金融（DeFi）领域新的技术范式转变，会发生什么？如果这项新技术能够通过破坏加密货币来彻底颠覆 DeFi 所依赖的基础，会发生什么？

随着量子计算的发展，许多专家对未来感到担忧。这些担忧自加密货币诞生之初就一直存在，但随着谷歌宣布于 2024 年第四季度推出其最新的量子计算机芯片 Willow，这些担忧进一步加剧。

因此，在本文中，我们将探讨量子计算的原理、它对 DeFi 的潜在威胁，以及行业未来是否应该警惕它。

传统计算与量子计算的比较

在讨论量子计算的威胁时，首先重要的是要了解它与我们今天熟悉的传统计算系统有根本的不同。为了开始理解它，我们必须深入研究数字信息的最小单位——比特。位是所有现代计算技术的基本构建块，历史上一直用 0 或 1 表示。

这个基本单元使得现代计算技术能够在此基础上进行结构性的发展。二进制系统的强大功能使我们能够构建坚实的基础，在此基础上构建更大、更复杂的系统。

量子计算通过创建这种计算单位的替代方案来挑战二进制系统的本质。在量子计算中，替代量子比特 (qubit) 不仅具有传统比特的位置，而且还具有多种可能性，即它是否可以被编码为具有多种现实的 1 或 0。

叠加态

叠加态是量子计算的基石之一，但它们非常抽象，对于某些人来说可能很难理解。在传统计算中，位的状态始终是 100% 确定的，要么是 1，要么是 0。在量子计算中，量子位（qubit）可以同时表示 1 和 0。可以想象某事物同时既“是”又“不是”。这在传统思维和经典模型中似乎没有多大意义。

解释这种现象最简单的方法是通过 20 世纪物理学家埃尔文·薛定谔和他的量子力学不确定性原理理论。你可能更熟悉薛定谔的猫实验，其中我们被要求想象一种情况，一只猫被放在一个装有盖革计数器的密封盒子里，一块放射性物质正在衰变，会释放出有毒气体。从理论上讲，由于放射性物质的衰变过程是不确定的，因此在打开盒子之前，猫在技术上处于既生又死的状态，因为我们无法确定哪种状态是准确的，直到我们打开盒子亲眼看看。量子位在被迫执行计算之前既是“活的”又是“死的”。

纠缠态

如果您仍在阅读，那么恭喜您，量子计算的概念还没有让您大吃一惊。因此，既然我们了解了量子位是什么以及它们是如何表示的，我们需要进一步探索每个量子位内的粒子如何相互关联。这称为纠缠态，是量子计算的第二个基石。

我们已经看到量子计算如何在类似于薛定谔的猫的思想实验模型上工作。然而，量子计算在纠缠态的帮助下将这种类比提升到了一个新的水平。量子计算不仅仅是同时维持两种计算状态，而是涉及更多通过多个位置相互作用和改变彼此的情况。想象一下您正在迷宫中航行。在传统计算中，如果你的第一条路径到达了死胡同，它可以被归类为零。第二次尝试也失败了，该过程将按顺序继续，直到找到正确的答案。在同样的情况下，量子计算会同时映射出所有的路线，每条失败的路线和成功的路线都会影响所有其他场景的效果。

思想实验还是别的什么？

尽管试图理解量子计算的理论极其困难，但如果我们要考虑计算能力的创新增长，这一点至关重要。量子位的叠加和纠缠使量子计算能够以远远超出我们今天所能理解的规模和速度解决问题。

我们在有关技术创新限制的文章中展示了现代数字信息的不同规模。从存储一个五页文档的平均文字处理文件需要多少KB，到存储一个三分钟的MP3音频文件需要多少MB，了解数字数据的规模是理解其原因的基本组成部分从比特到量子比特的重构产生了这样的复合效应的关键。

有了这个参考框架，我们就可以开始了解量子计算的力量。谷歌声称，其新的量子芯片 Willow 将在五分钟内解决一个问题，而当今市场上最快的传统计算机需要十千万亿年（10 的 27 次方）才能解决这个问题。五分钟对比 10,000,000,000,000,000,000,000,000 年，具体方法如下。

现代密码学的终结？

您可能已经看到，量子计算可能开始对去中心化金融（DeFi）行业构成系统性威胁。这种计算能力正是有可能取代支撑整个区块链生态系统的加密安全性的技术。暴力攻击可以立即泄露私钥信息并窃取用户帐户。

正如我们在上一篇文章中提到的，人工智能和区块链互操作性的集成可能会导致恶意行为者运作的“毒丸”效应。现在，将这些理论与量子计算的潜力相结合，很容易想象整个 DeFi 领域可以在几分钟内被彻底颠覆的未来。

乐观的理由

如果您担心量子计算对 DeFi 构成的威胁，仍然有几个乐观的理由。首先，如果您还没有意识到，量子计算极其复杂、困难且昂贵。如今，存在的量子计算机屈指可数，大部分是在 IBM、谷歌、亚马逊和阿里巴巴等公司严格监管和控制的环境中开发的。这些公司并没有损害 DeFi 加密安全的利益。因为这样做会破坏用于保护传统银行和国防基础设施（包括核反应堆和武器系统）的相同加密安全性。

其次，我们经常低估我们行业的重要性。目前，DeFi 领域的总价值（TVL）为 1250 亿美元，相比之下，它仍然是一个非常年轻且规模较小的行业。货币市场银行市值超过909,647亿美元，综合油气市值超过1090亿美元。虽然这听起来可能很悲观，但如果量子计算技术加速发展并成为威胁，那么攻击 DeFi 领域将是最没有吸引力的目标，因为世界上的其他一切都将同样脆弱，甚至更脆弱。即使 DeFi 成为目标，我们也将面临量子计算攻击的社会后果，特别是在其他更紧迫的领域，例如全球供应链中断、AGI（通用人工智能）或核武器部署。保护 DeFi 和私钥可能不再是我们最关心的问题。

此外，随着技术的进步和新威胁的出现，新的解决方案将会出现。后量子密码学是当前该领域的一个重要问题。开发人员已经敏锐地意识到，如果在没有足够安全保证的情况下释放量子计算可能会带来的威胁。美国国家标准与技术研究院 (NIST) 正在牵头制定全球后量子加密标准。

我们还应该认识到，量子计算的出现是一种积极的力量。拥有量子计算模型带来的强大计算能力，将在从太空旅行到全球物联网和人工智能的融合等领域实现前所未有的发现。通过我们的系列文章，我们看到人工智能加速了智能汽车、医学突破和药物发现方面的创新。量子计算将进一步增强和加快发现的步伐，甚至比最乐观的未来学家想象的还要快。

最后，我们应该承认量子计算仍处于起步阶段。即使Willow量子计算芯片出现，量子计算机在现实世界中的实际应用仍然有限。为了充分运行并与现实世界集成，量子计算机必须广泛索引当前的数字环境。改变行业以抵御量子计算的威胁，或者只是为它的好处做好准备，将是社会必须克服的一项艰巨任务。无论量子计算的未来如何，它都注定是一条有趣且具有颠覆性的道路。 DeFi、人工智能和后量子加密如何应对将是 21 世纪最具决定性的时期之一。