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量子计算能攻破区块链吗?短期内或难实现量子霸权 卧龙吟顿悟 网游之狂想曲 以人为本关注民生 丁俊晖女友 我团网 新沂楼市网 鹿晗微博被盗 醉驾司机撞交警 血疑追凶 李妍瑾雷鬼 以改革开放的新突破助推经济转型升级

来源:kingsecurity.net.cn 晋州晚报
2020-3-15

  量子计算能攻破区块链吗

  颠覆性、划时代、革命性……量子计算光环太多又有不近人情的“高冷”。另一边开年以来区块链火得一塌糊涂。网上热传的“3点钟不眠区块链社群”神秘而火爆。

  最近它俩不期而遇了。据外媒报道一台具有4000个以上量子比特的量子计算机就能瓦解区块链。若有人能做出这样的量子计算机就能解出并验证每笔买卖未来产生的所有加密货币都会被其垄断加密货币的信任系统也将被瓦解。

  这听起来很可怕。俩“神仙”似乎要打架是真有此事还是杞人忧天?

  “攻链”威胁从何而来

  在量子计算威胁区块链的相关论述中持有此观点的一方给出的论据主要包括两点:一是量子计算会威胁比特币的安全协议;二是算力更大的量子计算机能垄断“挖矿”。

  诞生于2009年的比特币是区块链技术最著名的应用。比特币的安全协议涉及两种类型的密码学即挖掘过程中使用的散列函数与用于在区块链上提供数字签名的非对称密码术。

  在“击破论”捧场者看来量子计算机可能会对这两道安全防线产生巨大威胁。未来量子计算机能很快破解哈希函数从而垄断整个区块链让比特币的安全协议“作废”。

  “挖矿”是指利用芯片的计算能力在比特币全球网络中不断进行哈希运算比对手更快地求解找出符合特定要求的随机数以此赢得在公开账簿上的记账权从而获得系统奖励的比特币。本质上“挖矿”是个数学问题。

  比特币常说的“51%攻击”就是指在区块链中假如一个矿工组拥有整个网络51%的算力他们就会永久比其他拥有49%算力的矿工组更快地处理区块。也就是说他们将垄断整个区块链得到之后产生的所有比特币。

  针对量子计算机威胁“挖矿”的问题来自新加坡国立大学的戴夫士·阿加沃尔与该校研究人员在2017年10月发表了相关论文。他们认为至少在未来十年内ASIC矿机(使用ASIC芯片作为算力核心的矿机)的“挖矿”速度会比量子计算机快但十年后量子计算机的“挖矿”速度将大幅提升。

  “攻破”一说为前卫早

  针对“4000量子比特的量子计算机能瓦解区块链”的说法中科院微电子研究所集成电路先导工艺研发中心研究员吴振华表示这并非空口无凭。

  “这个是有依据的是比对了枚举法破解区块链所需要的计算能力与4000个量子比特的计算能力之后做出的判断。当然要求也很高需要4000个量子纠缠的比特同时要保证极低的错误率。”吴振华解释说。

  而现实情况是目前的量子计算机最多实现72比特的计算能力并且越往上增加难度越大。

  作为国内最早的区块链技术研究者之一中科院自动化所副研究员袁勇的态度非常明确:“总体上来说我不太认同量子计算对区块链产生威胁(的说法)。”

  “首先对方并没有以发展的眼光来看待问题。量子计算与区块链或者说量子计算跟密码学一定会呈现共生演化的趋势二者互相促进不能用十年后的量子计算与现有的比特币密码体系相提并论。”袁勇说“我相信密码学体系与区块链的技术一定会有相应的手段应对量子计算的威胁。”

  针对量子计算算力惊人的观点袁勇也予以了反驳。据他介绍比特币的共识算法是以算力为基础的因此可能面临量子计算的威胁。但是区块链技术体系中的共识算法自PoW(即Proof of Work工作量证明机制)之后呈现出百花齐放的发展态势目前至少已有30余种共识算法。很多其他加密货币的共识算法都不是以算力挖矿为基础例如权益记账、代表记账、随机记账等。此外还有Paxos与Raft传统分布式一致性算法可以运用这些共识协议在很大程度上可以抵御量子计算攻击。所以假如量子计算确实产生威胁区块链可以通过切换共识协议来解决。

  袁勇解释说:“当然这些新共识协议特别是用于公有链的共识协议还未能证明其有效性目前最安全的还是比特币的PoW共识。但这些共识算法的未来可期我们实际上有很多选择。”

  袁勇笑道:“量子计算对比特币有威胁但它对传统银行体系的威胁更大。天塌下来有个子高的顶着以体量来说还轮不到比特币‘杞人忧天’。”

  延伸阅读

  短期内或难实现“量子霸权”

  量子计算近来捷报频传。3月6日谷歌宣布推出一款72个量子比特的通用量子计算机Bristlecone(“狐尾松”)其错误率低至1%与9个量子比特的量子计算机持平。此前IBM刚刚曝光其50个量子比特量子原型机的内部构造。

  本土力量也不甘示弱。近日中科院院士、中国科学技术大学常务副校长潘建伟正式发布中科院联合阿里云打造的11量子比特超导量子计算的云平台这是继IBM后全球第二家向公众提供10量子比特以上超导量子计算云服务的系统。郭光灿院士团队也介绍其本源量子计算云平台已成功上线32比特量子虚拟机并已实现了64量子比特的量子电路模拟打破IBM Q的56位仿真纪录。

  这一系列动作让今年的“量子霸权”争夺战来得比预期更早。“量子霸权”又被称作量子优越性即50量子比特的量子计算机优于现在的任何一台经典计算机达到“量子霸权”才算真正意义上的量子计算机。

  量子计算可以颠覆现有计算行业它能轻易通过枚举算法解决大量现有复杂算法才能解决的问题对量子效应实现直接模拟仿真。但吴振华表示:“虽然量子计算的功力没有被夸大但它的实现难度很大。因为种种原因现在很多观点或报道(对量子计算的预期)过于乐观。”

  谷歌推出的量子计算器Bristlecone能够捧场多达72个量子位号称“为构建大型量子计算机提供了极具说服力的原理证明”。而假如能将量子处理器的错误率控制在足够低的水平在解决明确的计算科学问题时就能超越传统硅计算机实现所谓的“量子霸权”。

  但实现“量子霸权”要克服很多困难何时成真还没有定论。

  量子计算伴有噪声即随机波动与错误。对此技术乐观派们认为“降噪”是个技术性、工程性难题迟早可以解决。

  另一拨人却不这么想。耶路撒冷希伯来大学数学家吉尔·卡拉伊是反量子计算的代表人物他一直注意量子计算复杂度与噪声问题。在他看来噪声的降低必然伴随着量子比特数指数式的增加。因为后者无法实现因此“量子霸权”也难以实现。

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  【学原文 悟原理】

  作者:迟福林(中国[海南]改革发展研究院院长)

  改革开放40年我国成功实现了从工业化初期到工业化后期的历史性跨越实现了从封闭、半封闭到全方位开放的伟大转折实现了从短缺经济时代到消费新时代的历史性提升。40年的实践证明“改革开放这场中国的第二次革命不仅深刻改变了中国也深刻影响了世界!”

  当前在中国与世界经济高度融合的大背景下推进我国经济转型升级具有全局影响。从国内看它将对转变经济增长方式、实现经济结构升级带来深远影响并将明显提升经济增长质量。从国际看中国经济转型升级的全球影响显著增强它形成的巨大内需市场将成为全球经济复苏增长的突出亮点。

  首先经济转型升级将释放中长期经济发展的巨大增长潜力。第一我国总体上进入工业化后期经济转型升级呈现历史性特点。例如产业结构正由工业主导向服务业主导转型。预计到2020年我国服务业占比有可能接近或达到60%左右。更重要的是在服务型经济比重不断提升的同时新技术、新产业、新业态、新模式不断涌现成为助推产业变革的新动能。消费结构正由物质型消费为主向服务型消费为主转型。估计到2020年城镇居民服务型消费比重将由目前的40%左右提高到50%左右中国正在进入一个“新消费时代”。城镇化结构正由规模城镇化向人口城镇化转型。预计到2020年常住人口城镇化率有可能由2016年的57.35%提高到60%以上。新型城镇化与乡村振兴融合并进的趋势明显增强。

  第二经济转型升级蕴藏着巨大的发展潜力与市场空间。未来几年随着我国城乡结构、消费结构的变化将释放百万亿级的内需大市场这不仅能缓解我国短期经济下行压力而且会释放中长期增长的巨大潜力。更重要的是经济转型升级所释放的巨大内需潜力是我国应对贸易保护主义挑战的最大底气。

  第三产业变革助推经济转型升级。一方面数字经济加快推动制造业的转型升级。例如智能制造已成为全球制造业的制高点与全球竞争的焦点。近年来我国涌现了一批新产业、新业态数字技术开始深度融入传统制造业的变革之中引领传统产业转型。另一方面数字经济发展加快创新驱动进程。2017年我国数字经济市场规模达到26.7万亿元比上年增长17.2%远高于6.9%的GDP增速。以数字经济为重点的产业变革将推动经济增长方式从以资源要素投入为主向创新与科技驱动为主的转变形成经济增长的新格局。

  其次要按照经济转型升级的内在要求深化供给侧结构性改革。第一要在振兴实体经济上破题发力。经济转型升级的突出矛盾是结构性失衡主要表现为实体经济结构性供需失衡、金融与实体经济失衡、房地产与实体经济失衡。深化供给侧结构性改革要聚焦振兴实体经济发力、聚力。例如要以发展生产性服务业为重点加快推进制造业升级;要以加快培育具有全球竞争力的世界一流企业的目标加快发展混合所有制经济;要按照国有资本做强做优做大的要求改革国有资本授权经营体制。

  第二要以打破垄断为重点推进营商环境建设。在经济全球化新形势下加快优化营商环境是参与全球经济竞争的现实需求是激发国内市场活力、振兴实体经济的重中之重。例如要以金融业为重点大幅放宽服务业市场准入破除服务业领域的行政性垄断与市场垄断释放服务业发展的巨大潜力;全面实施“准入前国民待遇+负面清单”管理制度进一步扩大服务业对外开放。

  第三推进产权保护制度化、法治化进程。企业家是经济活动中的重要主体企业家精神是经济发展的重要动力。市场经济中企业家精神的释放取决于产权保护与创新收益的可得性。为此要通过深化要素市场改革理顺生产要素价格形成机制确立企业家产权的保护机制。

  再次适应经济转型升级与对外开放的新形势推动形成全面开放新格局。第一要以“一带一路”建设为重点形成双向互济的开放格局。适应经济全球化新趋势“一带一路”建设应以基础设施互联互通为依托以产能合作与服务贸易为重点以自由贸易为主线加快形成与沿线国家与地区双向互济开放的新格局。当前以金融业为重点的服务业企业走出去滞后于实体企业走出去步伐也滞后于产能合作的实际需求。2016年我国与“一带一路”沿线国家与地区服务贸易额占其贸易总额的比重仅为11.4%。为此在深化产能合作的同时要以服务贸易为重点加快构建“一带一路”多种形式的自贸区网络。

  第二要以服务贸易为重点发展更高层次的开放型经济。服务贸易不仅成为全球自由贸易进程的焦点也成为我国新时期扩大开放的重点。推进经济转型升级需要加快从以货物贸易为主向以服务贸易为重点的开放转型。为此需要从不同区域的特定优势出发加快形成服务贸易开放新高地。如捧场具备条件的地区率先实行旅游、健康、医疗、文化、职业教育等服务业项下的自由贸易政策。创新服务贸易负面清单制定思路在继续制定全国统一负面清单的基础上根据特定地区产业发展特点制定更为优惠、更具针对性的负面清单。例如针对海南自由贸易港发展服务贸易的需要在健康、旅游、购物等领域制定更为精简的服务贸易负面清单;针对粤港澳大湾区建设的需要为广东制定对港澳单独的负面清单;针对上海在金融服务业开放方面的实际需求与防风险能力为上海制定更加精简的金融业负面清单。

  第三以务实推进自贸区网络建设为重点坚定推动经济全球化进程。从短期来看经济全球化正经历重大调整。但从长期来看经济全球化是不可逆转的时代潮流。面对经济全球化新变局务实推进自贸区网络建设既是中国经济转型升级的客观需求又是促进全球自由贸易进程的重大战略。例如面对全球深刻复杂变化的新形势主动推进多种形式、不同层次的自贸区网络建设以点连线、以线带面、重点突破成熟一个推进一个努力实现自由贸易的新突破不断形成经济全球化的新动力。

  〖光明日报〗( 2018年06月25日 11版)

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