سرفصل‌های این مقاله
معرفی کامپیوتر کوانتومی
کامپیوتر کوانتومی و بلاک چین، بیت کوین و دیگر رمزارزها مفاهیمی نسبتا جدید هستند که با ایده‌ی خدمت به بشریت به وجود آمده‌اند. طرح رایانه های کوانتومی در دهه‌ی ۸۰ و توسط ریچارد فینمن (Richard Feynman) ارائه شد، مدتی است که بحث رایانه های کوانتومی بسیار داغ شده است، و در صورتی که این رایانه ها با رفع ایراداتی که تا امروز داشته‌اند به صورت مستقیم یا غیرمستقیم وارد زندگی‌هایمان شوند تحول اساسی را در زندگی‌هایمان به وجود می‌آوردند.
سال ۱۹۹۸ اولین کامپیوتر کوانتومی با ظرفیت ۲ کیوبیت ساخته شد، پس از ۲ سال رایانه‌های کوانتومی ۵ کیوبیتی و ۷ کیوبیتی نیز ساخته شدند و اما با پیشرف‌های صورت گرفته تا سال ۲۰۱۱ شرکت کانادایی Dwave با ساخت رایانه کوانتومی ۱۲۸ کیوبیتی قدم بزرگی در این راه برداشت.
از آنجایی که رایانه های کوانتومی در حال توسعه هستند، شرکت‌های مختلف از جمله گوگل، IBM و مایکروسافت روش‌های ویژه‌ی خود برای پیاده‌سازی این رایانه ها را به کار می‌گیرند.
سال ۲۰۱۹ گوگل مدعی شد که یک رایانه کوانتومی ساخته است که قادر است فعالیتی که ابرکامپیوتر دنیا یعنی سامیت (Summit) به ۱۰ هزار سال برای انجام آن نیاز دارد، را در مدت زمان تنها ۳ دقیقه انجام دهد، اما شرکت IBM این ادعای گوگل را مسخره خواند.
بسیاری معتقدند که با داشتن رایانه های کوانتومی، جهان تحولی عظیم، همچون انقلاب صنعتی را تجربه خواهد کرد. اما برای درک بهتر ارتباط میان رایانه کوانتومی و بلاک چین ابتدا تفاوت‌های میان رایانه‌های امروزی و رایانه‌های کوانتومی را بررسی میکنیم.
تفاوت کامپیوترهای دیجیتالی و کوانتومی
برای درک بهتر تفاوت میان کامپیوترهای دیجیتالی و کامپیوترهای کوانتومی بهتر است ابتدا به نحوه‌ی کارکرد کامپیوترهایی که همه‌ی ما دائما در حال استفاده از آنها هستیم پی ببریم.
کامپیوترهای رومیزی، لپ‌تاپ، گوشی‌های هوشمند همه نوعی کامپیوتر به حساب می‌آیند، این کامپیوترها اطلاعاتی را از ما دریافت می‌کنند، و با پردازش اطلاعات دریافتی نتیجه را به ما برمی‌گردانند.
در رایانه‌ها کار پردازش اطلاعات به عهده‌ی پردازشگر یا CPU است، که رایانه این کار را با استفاده از ترانزیستورها انجام می‌دهد. ترانزیستورها عملکردی شبیه به کلید قطع و وصل برق دارند که یا می‌تواند روشن باشد و یا خاموش.
اگر بخواهیم این مفهوم را با عملکرد ترانزیستورها شبیه‌سازی کنیم، خاموش معادل عدد صفر و روشن معادل عدد یک است، این تنها زبانی است که کامپیوتر قادر به درک آن است.
زبان کامپیوتر
هر کدام از صفر و یک‌ها یک بیت (Bit) به حساب می‌آید، این صفر و یک‌ها با ترکیب‌های متفاوت حروف و اعداد و دیگر نشانه‌ها را تشکیل می‌دهند. به عنوان مثال معادل دیجیتالی حرف A و B به این صورت است:
A = 01000001
B = 01000010
هر هشت بیت یک بایت را تشکیل می‌دهد، درواقع صفر و یک‌های تشکیل دهنده‌ی حروف A یا B یک بایت را تشکیل داده‌اند.
۸ بیت = یک بایت
۱۰۲۴ بایت = یک کیلوبایت
۱۰۲۴ کیلوبایت = یک مگابایت
۱۰۲۴ مگابایت = یک گیگابایت ….
حجم اطلاعات را با استفاده از بایت، و سرعت انتقال اطلاعات را با بیت بیان میکنیم.
مدارهایی درون پردازشگر وجود دارند که ترانزیستورها بر روی آنها قرار گرفته‌اند که کار آنها، انجام عملیات محاسباتی و منطقی است. با گذر زمان تعداد ترازیستورها بیشتر شد، به همین دلیل ترازیستورها کوچک‌تر شدند تا اندازه‌ای تقریبا معادل یک اتم پیدا کردند.
ساختار کلی کامپبوترهای دیجیتال و کوانتومی
واحد اطلاعات در رایانه‌های کوانتومی کیوبیت (Qubit) است، درحالی که این واحد در رایانه‌های دیجیتالی بیت است. بیت تنها می‌تواند دو حالت داشته باشد، صفر یا یک، در حالی که کیوبیت می‌تواند همزمان صفر، یک یا هر مقداری مابین این اعداد باشد.
در رایانه‌های کوانتومی از سیستمی کوانتومی همچون الکترون،فوتون و یا اتم‌ها و یون‌ها استفاده می‌شود در حالی که رایانه‌ی دیجیتالی از ترانزیستور استفاده می‌کنند. به زبان ساده میتوان گفت که قوانین حاکم بر رایانه‌های کوانتومی، با قوانین محدودکننده فیزیکی که به راحتی قابل دیدن هستند، تفاوت دارد، این سیستم از قوانین درون‌اتمی تبعیت می‌کنند.
پردازش اطلاعات در کامپیوترهای کوانتومی به صورت موازی انجام می‌شود، به عبارت دیگر ترتیب انجام عملیات همچون کامپیوترهای دیجیتالی در کامپیوترهای کوانتومی وجود ندارد، و همه‌ی عملیات می‌توانند به صورت همزمان انجام شوند، همین موضوع سرعت پردازش کامپیوترهای کوانتومی را میلیون‌ها بار سریع‌تر از کامپیوترهای دیجیتالی می‌کند.
یکی از معایب کامپیوترهای کوانتومی در صورت پیاده‌سازی بحران امنیتی است که در سراسر جهان شاهد آن خواهیم بود و سیستم‌های رمزنگاری از جمله بلاک چین تهدید خواهند شد، تمام رمزعبورهای موجود در شبکه‌ی اینترنت، به دلیل قدرت پردازش فوق‌العاده بالای رایانه‌های کوانتومی ممکن است هک شوند.
البته زمانی که همه بتوانند از این رایانه‌های کوانتومی استفاده کنند باز هم امنیت برقرار خواهد شد.
نابودی ارزهای دیجیتال با به کارگیری کامپیوترهای دیجیتال
همانطور که می‌دانید ارزهای دیجیتال بر روی شبکه بلاک چین پیاده‌سازی شده‌اند، شبکه بیت کوین برای تامین امنیت شبکه‌ی بلاک چین خود از یک سیستم رمزنگاری استفاده می‌کند.
امنیت شبکه توسط نودهای شبکه که درواقع رایانه‌هایی در سراسر جهان هستند تامین می‌شود. پس طبیعی است که با روی کار آمدن رایانه‌های کوانتومی به فکر ارتباط میان رایانه کوانتومی و بلاک چین باشیم.
در حال حاضر انجام عملیات در شبکه و ثبت تراکنش به صورت امن، توسط ابررایانه‌های دیجیتالی کلاسیک انجام می‌شود.
رایانه‌هایی که توسط شرکت‌های مختلف از جمله گوگل، مایکروسافت و IBM تولید می‌شوند. همانطور که پیش از این نیز بیان کردیم رایانه‌های دیجیتال در هر لحظه فقط قادر به انجام یک کار هستند و پس از اتمام عملیات یک می‌توانند اقدام به عملیات دو، سه و الی آخر کنند، چیزی که در رایانه کوانتومی به کلی تغییر کرده است.
یک کامپیوترکوانتومی در آن واحد قادر به پردازش و انجام هزاران کار است. این توانایی فوق‌العاده بالا در پردازش داده‌ها اگرچه برای این رایانه‌ها یک نقطه قوت به حساب می‌آید، نفوذ به اطلاعات ذخیره شده در این رایانه‌ها را بسیار ساده می‌کند، به همین دلیل ساخت بلاک چین در کامپیوتر کوانتومی برای حفاظت از داده‌های رمزنگاری شده بسیار پررنگ است.
دانشمندان فعال در زمینه‌ی امنیت و رمزنگاری در تلاش هستند که سیستمی برای محافظت از داده‌های کاربرانی که قرار است در آینده از رایانه کوانتومی استفاده کنند، ابداع کنند.
همچنین شکستن توابع استاندارد رمزنگاری در شبکه بلاک چین به وسیله‌ی رایانه‌های دیجیتالی کلاسیک به منابع کامپیوتری فوق‌العاده زیادی نیاز دارد. اما رایانه‌های کوانتوم با قدرت پردازش فوق‌العاده‌ای که دارند می‌توانند همه چیز را تغییر دهند، یک رایانه کوانتومی به تنهایی و در مدت زمانی کوتاه قادر به شکستن توابع استاندارد رمزنگاری شبکه بلاک چین است.
امنیت بلاک چین
این موضوع شبکه بلاک چینی که در حال حاضر مورد استفاده قرار گرفته است را با تهدید بزرگی روبه‌رو می‌کند، و امنیت شبکه بلاک چین که یکی از شناخته شده‌ترین ویژگی‌های شبکه بلاک چین است و طرفداران زیادی را به سمت خود جذب کرده است، فروپاشیده و از بین می‌رود.
با اینکه کامپیوتر کوانتومی در حال حاضر تهدیدی برای بیت کوین به حساب نمی‌آیند، ممکن است در آینده رمزارزها و بیت کوین در صدر آنها، به یک ورژن جدید نیاز داشته باشند.
عملکرد هش و همچنین الگوریتم ECDSA به منظور ایجاد امضا الکترونیکی، دو طرح برای ایمن‌سازی بیت کوین در برابر انواع خطرها هستند، بیت کوین برای ماندگاری در آینده باید فکری به حال این تهدید کند، زیرا هر دو روش به کار گرفته شده در حال حاضر قدرتی در برابر قدرت پردازش کامپیوتر کوانتومی نخواهند داشت.
با توجه به موارد گفته شده میتوان گفت برای در امان بودن بیت کوین و دیگررمزارزها از خطر احتمالی، کامپیوتر کوانتومی و بلاک چین باید به موازات هم پیشرفت کنند.
البته ناگفته نماند که پروتکل رمزنگاری رمزارز بیت کوین در برابر رایانه کوانتومی تا حدودی مقاوم است، بنا بر آنچه وبسایت bitcoinnotbombs.com منتشر کرده است، پروتکل SHA-256 به احتمال بسیار بالا توانایی مقاومت در برابر حملات از سمت رایانه‌های کوانتومی را داشته باشد.
در این مقاله آمده است که حتی کلید عمومی شما در ابتدا عمومی نمی‌شود، و زمان ارسال آدرس بیت کوین خود به دیگر افراد، یک هش از کلید عمومی شما و نه خود کلید عمومی به گیرنده ارسال می‌شود. تابع هش یک تابع رمزنگاری یک طرفه است به این معنی که نمی‌توان با استفاده از خروجی به ورودی رسید، این تابع ورودی را دریافت می‌کند و خروجی هش شده را تحویل می‌دهد،. برای فهم این موضوع یک معادله ریاضی را در نظر بگیرید.
۲۰ = ۱۰ + ۱۰ است، این یک معادله درست است ولی در صورتی که شما بدانید جواب معادله جمع دو عدد ۲۰ است نمی‌توانید مطمئن باشید که اعداد ۱۰ هستند. با جمع ۱ و ۱۹، ۲ و ۱۸ و بسیاری از ارقام دیگر نیز میتوان به عدد ۲۰ رسید.
اگر در بازار رمزارزها فعال هستید یا قصد شروع فعالیت در این بازار را دارید، بهتر است با به روز نگه داشتن اطلاعات خود در این زمینه و شرکت در کلاس آموزش رمز ارز بهترین تصمیمات را در بهترین زمان‌ها بگیرید.
ساخت بلاک چین بر پایه کوانتوم
تا اینجا متوجه شدیم که اگر قرار باشد شبکه بلاک چین به همین صورت و با همین میزان امنیت به کار خود ادامه دهد، با روی کار آمدن کامپیوتر کوانتومی، شبکه بلاک چین عملا ارزش خود را از دست می‌دهد. آیا امکان درهم آمیختن کامپبوتر کوانتومی و بلاک چین وجود دارد؟
بسیاری از افراد بلاک چین را به عنوان شبکه‌ای که داده‌ها و تراکنش‌های بیت کوین را به صورت امن ذخیره می‌کند، می‌شناسند. اما آیا بلاک چین محدود به بیت کوین و دیگر رمزارزهاست؟
قطعا خیر، قراردادهای هوشمند، پیشرفت برنامه‌های کامپیوتری دو نمونه از میان صدها موردی هستند که میتوان اطلاعات مربوط به آنها را بر روی شبکه بلاک چین ثبت کرد.
پس رمزنگاری‌های صورت گرفته به وسیله‌ی رایانه‌های کلاسیک در برابر رایانه‌های کوانتومی هیچ شانسی ندارند.
برای اینکه شبکه بلاک چین بتواند بر این مشکل فائق آید نیاز دارد تا حداقل قدرت خود را به اندازه‌ی رایانه‌های کوانتومی افزایش دهد، راه حل این است که از کدهای رمزنگاری کوانتومی استفاده شود، در این صورت رایانه‌های کوانتومی نیز قادر به شکستن کدهای رمزنگاری شبکه نخواهند بود.
راه حل دیگری که می‌تواند بر روی شبکه‌ی بلاک چین پیاده شود، این است که شبکه بلاک چین مجددا و بر اساس رایانه‌های کوانتومی ایجاد شود. این روش بنیادین توسط دل راجان (Del Rajan) و مت وایزر (Matt Visser) از دانشگاه ولینگتون نیوزلند پیشنهاد شد.
ساختار بلاک چین
بلاک چین کوانتومی از ذرات کوانتومی ایجاد می‌شود، و هر ذره در شبکه سابقه‌ی ذرات پیشین را در خود حفظ می‌کند، هک کردن و ایجاد تغییر در این ذرات غیرممکن است، و به این صورت امنیت شبکه بر مبنای قوانین فیزیک کوانتوم استوار است.
و اما ادعای دانشمندان روسی مبنی بر ساخت بلاک چینی که می‌تواند از داده‌های رمزنگاری شده مثل ارزهای دیجیتال در رایانه‌های کوانتومی در برابر حملات احتمالی محافظت کند ارزش توجه دارد. بنا بر ادعای این تیم روسی، نفوذ به اطلاعات درون رایانه‌های کوانتومی با وجود این بلاک چین اصلا کار ساده‌ای نخواهد بود.
دانشمندان روسی این تیم برای اثبات ادعای خود، راه حل ابداع شده‌شان را بر روی داده‌های یکی از بزرگ‌ترین بانک‌های روسیه به نام گازپروم پیاده کردند، و خوشبختانه میتوان ادعای این دانشمندان روسی را پذیرفت و از این روش کارآمد برای محافظت از اطلاعات رمزنگاری شده و همچنین ذخیره‌ی آنها بهره‌مند شد.
الکساندر لوفسکی که یکی از افراد تیم می‌باشد در رابطه با روش امنیت ابداع شده گفت، رمزگذاری کوانتومی در این روش جایگزین امضای دیجیتال می‌شود.
نقاط ضعف کامپیوترهای کوانتومی موجود
رایانه های کوانتومی به دلیل ساختار خاصشان باید در دمای بسیار پایین یعنی صفر مطلق یا دمای ۲۷۳- درجه سلسیوس نگهداری شوند، یعنی پایین‌ترین دمای ممکن در جهان.
حفظ این دما به هیچ وجه کار راحتی نیست، به همین دلیل استفاده از رایانه های کوانتومی به شکل گسترده فعلا امکان‌پذیر نیست.
درصد خطای بالا در رایانه های کوانتومی یکی دیگر از ضعف‌های این رایانه‌ها است که باید حل شود. هرچه تعداد کیوبیت در این رایانه‌ها بیشتر شود درصد خطای آنها نیز افزایش پیدا می‌کند.
بحران امنیتی در صورت پیاده‌سازی موفقیت‌آمیز رایانه های کوانتومی کل جهان را تهدید می‌کند. و همه‌ی رمزعبورهای موجود در سطح اینترنت بی‌اعتبار می‌شوند، زیرا امکان هک شدن آنها زیاد است.
سخن آخر
با توجه به مطالبی که تا اینجا گفته شد متوجه شدید که کامپیوترهای کوانتومی قدرت پردازش فوق‌العاده بالایی دارند، و همین خصوصیت این رایانه‌ها را جذاب و در عین حال خطرناک می‌کند.
به همین دلیل پیشنهاد شده است که ابتدا این رایانه کوانتومی فقط در اختیار کشورهایی که رفتار دوستانه دارند قرار گیرد. برخی متخصصین رایانه کوانتومی و بلاک چین را در مقابل هم قرار می‌دهند، چرا که رایانه‌های کوانتومی رمزنگاری‌های موجود را به راحتی می‌شکنند.
برای ثبت نام در صرافی کوینکس (CoinEx) با ۳۰% تخفیف کارمزد معاملات کلیک کنید!
برای ثبت نام در صرافی بایننس (Binance) با تخفیف کارمزد معاملات کلیک کنید!
توجه: برای انجام معامله در بایننس حتما با آی پی خارج از ایران وارد شوید
به این مقاله امتیاز دهید تا با کمک شما کیفیت آن را بسنجیم!
