Квантовый компьютер vs. блокчейн. Путеводитель 

Знаю, что этой теме уделено немало места в публикациях: начиная от коротких заметок в СМИ, заканчивая полновесными исследованиями. Но моя задача прежде всего и почти всегда заключается в мета-анализе.

Таким образом задача данной статьи - не только цельный рассказ о квантовых компьютерах и их влиянии на блокчейн-индустрию (и даже шире - на Web 3.0 & Web3), но и компоновка ряда важных исследований, дающих представление о данной отрасли. То есть это своего рода путеводитель по материалам и базовым теориям.

Приступим.

Сокращения

Общие категории, понятия, аббревиатуры:

• КК - квантовый компьютер;
• DAG - направленный ациклический граф;
• КМ - квантовая механика.

Два главных мифа о КК

Первый - о том, что КК экстерминирует всё вокруг. Как минимум - финансовую систему. Разновидностью этого мифа является уничтожение именно крипто-активов (или блокчейна), но последние годы стало понятно, что, если пострадает Bitcoin и другие, то пострадает не меньше и SWIFT и другие системы.

В любом случае КК не может быть направлен на уничтожение, даже если речь идёт о связке: сильный ИИ + КК, т.к. внедрение будет поэтапным и мало отличимым по сложности и важности внедрения АЭС. Свои Чернобыли и Три-Майл-Айленд здесь неизбежны, но в остальном - нет никаких объективных предпосылок.

Второй миф - о том, что КК уже готов и осталось дело за малым. К счастью или к сожалению, но это не так. Количество кубитов если и прирастает, то остаётся всегда открытой проблема их связанности (см. декогеренция), а если прирост не большой и связанность достаточная, то самих кубитов слишком мало для решения глобальных задач. Сейчас, как правило, речь идёт о сотнях кубитов.

К тому же вопрос квантового превосходства - всё ещё именно вопрос, а не последовательность точных и внятных ответов.

Что касается квантовых алгоритмов, то здесь выделяют:

1. Шора (разложения числа на простые множители)
2. Гровера (решение задачи перебора, быстрый поиск в неупорядоченной базе данных)
3. Дойча-Йожи (ответ на вопрос, постоянная или сбалансированная функция)

Квантовые революции

Всё, что нужно знать, что их было две:

• Первая квантовая революция “произошла во второй половине XX века и привела к появлению лазеров, транзисторов, ядерного оружия, а впоследствии – мобильной телефонной связи и интернета”. В первой квантовой революции технологии и приборы строились на управлении так называемыми коллективными квантовыми явлениями.
• Вторая же квантовая революция отвечает за управление сложными квантовыми системами на уровне отдельных частиц, например, атомов и фотонов. Собственно, здесь и идёт уже речь о квантовых технологиях.

Мы сейчас находимся в стадии зарождения второй квантовой революции.

Участники рынка КК

Их не так много и делятся они на две большие группы:

1. Государства: США, Китай, РФ, Япония и другие.
2. Корпорации: Google, Microsoft, IBM и прочие.

Всё описывать смысла нет, но опишу ряд важных вех и достижений. Самое важное, что стоит знать, это то, что КК делятся на виды:

1. сверхпроводниковые кубиты (IBM, Google, Rigetti) – искусственные атомы в сверхпроводящих контурах;
2. ионные ловушки (IonQ, Honeywell) – кубиты в виде одиночных атомов, удерживаемых лазерами;
3. фотонные кубиты (PsiQuantum, Xanadu) – квантовые состояния фотонов в оптических системах;
4. майорановские кубиты (Microsoft) – используются фермионы Майораны в топологических сверхпроводниках.

Если же мы говорим мы говорим о том, что в списке есть лидеры и аутсайдеры, то весьма условно, т.к. КК как технология до сих пор не унифицирован.

Дополнительные материалы

А вот несколько материалов, которые публиковались мной в разное время:

1. Статья (2017): Квантовый компьютер против Bitcoin
2. Статья (2017): Люди против квантов: кварки против людей?
3. Статья: Квантовый компьютер VS блокчейн и криптовалюты. Часть I. Инфографика
4. Статья: КК vs. блокчейн. Часть II. Квантовые атаки на Биткоин и способы защиты от них
5. Проекты: theqrl.org,

Выводы по КК

Их много, но давайте ограничусь 7-ю:

1. КК можно использовать в атаках на блокчейн/DAG-решения, но в основном - в атаках конструктивных: точка пересечения здесь где-то между 2027-2035 гг.
2. Квантовая и постквантовая криптография существуют и работают по уже понятным принципам и законам, поэтому говорить о том, что “защиты от КК нет”, как правило, не обоснованно, а то и бессмысленно.
3. КК должен, одним словом, улучшить, а не ухудшить положение дел в ДРС (децентрализованных и/или распределённых системах), т.к. переход из оффлайна в онлайн и обратно без них осуществить, мягко говоря, сложно, а с ними XR появится за 5-10 лет.
4. Хайп по КК появляется каждый раз, когда корпорация и/или страна, входящие в гонку по созданию КК, объявляют новости, т.к. мало кто хочет разбираться в деталях, но всем нужен очередной повод для подъёма/падения рынка.
5. В области КК много инноваций, но при этом мало шаблонов, что говорит о том, что это сфера весьма молода, а значит - там ещё даже ведущие игроки не знают, как и что будет выглядеть в недалёком будущем.
6. В любом случае КК имеет влияние на все сферы жизнедеятельности, а не на один вектор: но никто не сказал, что он не может занять, пусть и большую, но нишу, как это сделали космические технологии или АЭС.
7. Я - не специалист в КК, поэтому все мои доводы и выводы основаны на базе общих знаний КМ, а также на постоянном исследовании данного сегмента и проведении ежегодного мета-анализа, но именно с позиции обывателя мне интересна оценка КК.

Что касается Web 3.0 & Web3 эволюции, то КК - такой же элемент необходимый для неё, как ИИ, или развитая DePin-инфраструктура, или децентрализация науки как таковой (DeSci).

До!