یک کامپیوتر کوانتومی که اطلاعات را در پالس‌های نور رمزگذاری می‌کند، مسئله‌ای را در 36 میکرو ثانیه حل کرده است که بهترین ابررایانه حداقل 9000 سال طول می‌کشد تا کامل انجامش دهند. محققان این دستگاه را به اینترنت متصل کرده‌اند و به دیگران اجازه می‌دهند از آن استفاده کنند – اولین باری است که چنین کامپیوتر کوانتومی قدرتمندی در دسترس عموم قرار می‌گیرد.
کامپیوترهای کوانتومی برای انجام محاسبات خاص از نظر تئوری بسیار سریع‌تر از کامپیوترهای معمولی عمل می‌کنند. یک هدف دیرینه در این زمینه، معروف به مزیت کوانتومی یا برتری کوانتومی، نشان دادن این بوده است که کامپیوترهای کوانتومی واقعاً می‌توانند ماشین‌های معمولی را شکست دهند. گوگل اولین شرکتی بود که در سال 2019 با پردازنده Sycamore خود این کار را انجام داد، که می تواند مشکل نمونه‌برداری از اعداد تصادفی را حل کند، مشکلی که حل کردن آن اساساً برای ماشین‌های کلاسیک غیرممکن است.
اکنون جاناتان لاووی از شرکت Xanadu Quantum Technologies در تورنتو، و همکارانش یک کامپیوتر کوانتومی به نام Borealis ساخته‌اند که از ذرات نور یا فوتون‌ها استفاده می‌کند و از یک سری حلقه‌های فیبر نوری عبور می‌کند تا مشکلی به نام نمونه‌گیری بوزون را حل کند. این شامل اندازه‌گیری ویژگی‌های گروه بزرگی از فوتون‌های درهم‌تنیده یا متصل به کوانتومی است که توسط شکافنده‌های پرتو از هم جدا شده‌اند.
نمونه‌برداری از بوزون برای رایانه‌های معمولی کار دشواری است زیرا با افزایش تعداد فوتون‌ها، پیچیدگی محاسبات به شدت افزایش می‌یابد. Borealis اساساً پاسخ را با اندازه‌گیری مستقیم رفتار حداکثر 216 فوتون درهم‌تنیده محاسبه می‌کند.
قدرت بیشتر کامپیوتر کوانتومی
پیتر نایت از امپریال کالج لندن می‌گوید Borealis یک پیشرفت در ژیئوژانگ (Jiuzhang) است زیرا یک سیستم قدرتمندتر با قدرت محاسبه تعداد بیشتری فوتون و دارای معماری ساده‌شده است.
در مقایسه با Borealis، ژیئوژانگ از تعداد بیشتری تقسیم‌کننده پرتو برای ارسال فوتون‌های درهم تنیده در جهات مختلف استفاده می کند. اما Borealis رویکرد متفاوتی را اتخاذ می‌کند و از حلقه‌هایی از فیبر نوری برای به تأخیر انداختن عبور برخی فوتون‌ها نسبت به سایرین استفاده می‌کند— آن‌ها را در زمان جدا می‌کند، نه فضا.
یکی دیگر از مزایای طراحی پشتی این است که این کامپیوتر به راحتی قابل کنترل است، بنابراین می‌توان آن را از راه دور مجدداً برنامه‌ریزی کرد تا افراد بتوانند آن را با تنظیمات خود اجرا کنند. لاووی می‌گوید:
بوریالیس اولین ماشین با مزیت محاسباتی کوانتومی است که به صورت عمومی در دسترس افراد متصل به اینترنت است.
کامپیوترهای کوانتومی و صنعت کریپتو
به گزارش خبرگزاری Decrypt, یکی از نادیده گرفته‌شده‌ترین مشکلات سیستم‌های بلاکچین، توانایی آن‌ها در مقاومت در برابر ماشین‌هایی است که به سرعت در حال تکامل‌اند و به عنوان رایانه‌های کوانتومی شناخته می‌شوند.
این رایانه‌های قدرتمند از فیزیک کوانتومی برای حل مسائل پیچیده‌ای که خارج از دسترس دستگاه‌های سنتی با استفاده از کیوبیت‌ها هستند، استفاده می‌کنند—تکامل بیت باینری کلاسیک. کیوبیت‌ها می‌توانند مقدار 1 یا 0 را به طور همزمان نشان دهند که نوید افزایش تصاعدی قدرت محاسباتی را می‌دهد.
ابرقدرت‌های برتر جهان میلیاردها دلار برای توسعه این فناوری سرمایه‌گذاری می‌کنند و برای آن دلیل خوبی هم دارد. اولین کشور یا شرکتی که از محاسبات کوانتومی استفاده کند، خواهد توانست تا رمزگذاری محافظت از اسناد حساس رقبا را بشکند.
در مورد سیستم‌های بلاکچین، رمزنگاری که از دفتر کل ضد دستکاری آن‌ها محافظت می‌کند ممکن است در خطر باشد. محققان دانشگاه ساسکس در ماه فوریه تخمین زدند که یک رایانه کوانتومی با 1.9 میلیارد کیوبیت اساساً می‌تواند رمزگذاری محافظت از بیت کوین را در عرض 10 دقیقه بشکند. فقط 13 میلیون کیوبیت می‌تواند این کار را در حدود یک روز انجام دهد.
خوشبختانه، توانایی استقرار رایانه‌های کوانتومی با این همه کیوبیت هنوز سال‌ها دور به نظر می‌رسد. IBM سال گذشته از پردازنده 127 کیوبیتی خود رونمایی کرد، در حالی که قرار است واحدی با 1000 کیوبیت تا پایان سال 2023 تکمیل شود.
ینس گروت، پروفسور دانمارکی در زمینه رمزنگاری و محقق رمزگذاری در Dfinity گفت:
ما هنوز آنجا نیستیم. هیچ‌کس نمی‌داند که چارچوب زمانی دقیق چگونه است، اما بلاکچین ممکن است تنها در عرض 10 تا 20 سال در معرض خطر قرار گیرد.
گروت تاکید می کند که تمایز مهمی بین دو نوع کیوبیت وجود دارد—نوع فیزیکی و منطقی. دومی کیوبیتی را توصیف می‌کند که از طریق یک دروازه کوانتومی به برهم‌نهی بین 1 و 0 می‌رسد. یک کیوبیت منطقی از نه کیوبیت فیزیکی تشکیل شده است.
مدافعان فعلاً دست بالا را دارند
اگرچه محققانی مانند گروت کامپیوترهای کوانتومی را به عنوان یک تهدید فوری برای فناوری بلاکچین طبقه‌بندی نمی‌کنند، با این حال آزمایش راه‌حل‌ها ادامه دارد. گروت می‌گوید:
رمزنگاران به این فکر می‌کنند که اقدام متقابل مناسب (در برابر این کامپیوترها) چگونه خواهد بود.
توسعه‌دهندگان بلاکچین در مسابقه دفاع در برابر افزایش قدرت محاسباتی کامپیوتر کوانتومی دارای مزیت آشکاری هستند. به طور خاص، آن‌ها می‌توانند تعداد ارقام را در کلیدهای رمزنگاری که از زنجیره محافظت می‌کنند، افزایش دهند—فرآیندی که مقیاس آن سریع‌تر از رسیدن مهاجمان است. گروت مدعی است:
مدافعان در درازمدت برنده این نبرد هستند.
این امر در زمینه رمزگذاری کلید متقارن هنگام بررسی استاندارد رمزگذاری پیشرفته (AES) مشهود است. رایج‌ترین تغییر 128 کلید می‌تواند توسط کامپیوتر کوانتومی و حتی مهاجمان کلاسیک شکسته شود. با این حال، نسخه AES 256، که دارای دو برابر تعداد کلیدها است، به اندازه کافی قوی به نظر می‌رسد که بتواند در آینده قابل پیش‌بینی از حملات ماشین‌های کوانتومی جلوگیری کند.
پیشنهاد مطالعه: محاسبات کوانتومی – آیا بیت کوین در خطر است ؟
