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新的量子計算機能否比傳統計算機更快地挖掘比特幣？答案是肯定的，但必須明確區分理論和實踐。量子計算機的計算能力在理論上遠高于普通計算機。它們之所以更強大，不僅是因為它們能夠在相同的時間間隔內執行比傳統計算機更多的操作，而且還因為它們的工作方式不同。本文中，挖礦網（wakuang58.com）小編將跟大家一起探討量子計算機是否可以用于比特幣挖礦呢，是否會威脅到加密貨幣挖礦行業。
什么是量子計算？
量子計算是一種利用量子力學定律來解決傳統計算機無法解決的問題的技術。量子計算機的運行方式不同于經典計算機，后者的邏輯依賴于 僅由兩個數字組成的布爾代數，一和零，分別代表電阻器中的“開”或“關”狀態。
量子計算機改用量子比特（qubits），它可以以疊加態存在；由于亞原子粒子一次可以以多種狀態存在，這使得使用量子計算機執行復雜任務的速度明顯快于傳統計算機。
量子計算：能力
人們普遍認為，足夠強大的量子計算機將有能力輕松破解用于保護比特幣等加密貨幣的加密密鑰。
雖然這些加密密鑰基于假設無法解決的數學問題，但預計量子計算機將具有解決這些問題的計算能力，從而呈現共識算法，例如工作量證明(PoW)或權益證明(PoS)沒用。
加密貨幣挖礦
加密貨幣礦工負責驗證新交易并將其添加到公共共享分類賬中，從而保持主要加密貨幣鏈的運行。一旦一個新區塊被挖掘出來，它就會被添加到區塊鏈中。區塊鏈基于一系列被迫存在的數學問題，而挖礦涉及為這些任務生成答案；一旦成功，就會創建一個新塊。
比特幣提供的安全性是人們如此接受的原因之一，因為區塊鏈比傳統金融機構更難破解。然而，理論上，如果單個實體超過比特幣網絡 50% 的計算能力，它可以通過比任何人更快地解決數學問題來控制鏈上的交易。
量子計算機給比特幣挖礦的挑戰：
用傳統計算機可能還需要120年才能挖完所有尚未開采的比特幣，而適合挖礦的量子計算機極有可能在這個時候上市。
量子計算機可能給比特幣挖礦帶來的問題基本上有兩個：
1.他們可以防止傳統計算機挖礦，
2.他們可能會在幾分鐘內提取所有剩余的比特幣。
關于第一個問題，沒有解決方案，因為傳統計算機并沒有真正能夠與量子計算機抗衡。然而，隨著時間的推移，礦工從區塊獎勵中獲得的收入將減少到可能無法彌補成本的程度。事實上，量子計算機的運行成本非常高，從實際的角度來看，主要問題是運營成本高，以及當今的量子計算機仍然只是原型，無法滿負荷連續運行。未來用量子計算機挖比特幣也未必有利可圖。
第二個問題與第一個問題有關，因為只要用量子計算機挖礦是有利可圖的，想象有人可以嘗試用它們很快地挖出所有剩余的比特幣是有道理的，但是當它不再有利可圖時，這個情況也將不太可能發生。
然而，如果在未來幾年能夠真正使用量子計算機來開采比特幣，那么第二個問題的嚴重性將在很大程度上取決于它們的實際計算能力。
量子計算機可以破解比特幣嗎？
比特幣受密碼學保護，即數學。如果量子計算機可以破解數學，它能破解比特幣嗎？
比特幣是一種新的貨幣形式，由密碼學保護，而不是對中央機構的信任。當被愚弄時，這意味著比特幣受到數學的保護。如果你能破解數學，你就能破解比特幣，但自 2009 年推出以來，它一直完美運行，讓持有者確信它的密碼學是安全的。然而，正如技術的發展使去中心化貨幣成為可能一樣，它也通過新型量子計算機對其密碼學提出了生存挑戰。問題是，量子計算機可以破解比特幣嗎？
在充滿敵意的世界中，保護信息對安全至關重要，這就是政府大力投資信息情報的原因。歷史學家認為，第二次世界大戰的結果受到英國破解納粹用于加密通信的機器“Enigma”的影響。
在數字時代，密碼學可以說已成為比物理武器更重要的軍備競賽，這就是為什么國家安全局 (NSA) - 美國政府負責情報的部門 - 開發算法來保護敏感信息的共享。
量子計算對加密貨幣挖礦構成的威脅
比特幣目前采用NSA于2001年引入的SHA-256編碼算法。交易被分配了唯一的加密密鑰，如果被訪問就會顯示所有的比特幣資產。薩塞克斯大學的研究員馬克·韋伯表示，IBM的IBM超級計算機擁有127個量子位，可能會破解比特幣算法，同時承認它對于這項任務來說可能也太小了。
其他研究人員假設，一臺量子計算機至少需要 3.17 億個量子比特才能在一兩個小時內完成這項任務。IBM超級計算機仍遠未達到威脅比特幣算法所需的計算能力。
比特幣是使用一種稱為專用集成電路 (ASIC) 的特殊套件進行開采的，該套件專為采礦設備設計。此外，由于電路采用“拼圖友好性”，每個輸入都有望返回良好的輸出；如果不是，則由整個系統檢測到，并通知礦工。
在沒有同時通知在該區塊上工作的所有其他礦工的情況下，任何計算機都不能開始篡改 ASIC。要破解比特幣算法，黑客實體需要接管50%+1的區塊挖掘過程。
用戶生成的私鑰和公鑰之間的關系，尤其是方向，也是理解量子計算如何構成威脅的關鍵。雖然公鑰很容易從私鑰生成，但反之則不然。可以使用簽名驗證用戶的私鑰所有權，而無需使用橢圓曲線簽名方案來泄露它。
只能通過使用公鑰計算私鑰來欺騙這個系統，這對傳統計算機來說幾乎是不可能的，但對量子計算機來說卻很容易。
Peter Shor在1994年的理論論證尤其引人注目，即量子計算機可以解決尋找大數素因數的難題，其速度比所有經典計算機快得多。質因數分解是基于RSA的密碼學的核心，它被廣泛使用，Shor的算法刺激了國家和私人機構的大量量子計算研究資金。
威脅被夸大了
對量子計算的恐懼源于這樣一個事實，即假設使用量子計算機控制一半以上挖礦網絡的實體可以將該控制用于任何數量的邪惡目的。另一方面，馬里蘭大學的Sarma教授表示，由于量子糾錯的小事，目前量子計算的概念炒作多于實質。
量子糾錯是補償量子態退相干（由于環境噪聲導致的快速消失）的過程。1990年代的科學家認為，由于物理定律允許，這將是一個簡單的挑戰，但事實證明，這是一項艱巨的任務。
今天最先進的量子計算機仍然有幾十個嘈雜的物理量子比特，構建一個可以從這些組件中破解RSA代碼的計算機需要數百萬甚至數十億個量子比特。這是因為只有數萬個是邏輯量子位并用于計算，而其余的將用于糾錯以補償退相干。
雖然我們目前擁有的量子計算技術代表了一項巨大的科學成就，但我們仍遠未達到可以賦予量子計算機實用性或對比特幣挖礦構成威脅的計算能力；截至2021年6月，比特幣在計算技術方面擁有超過8070萬 PetaFLOPS，而IBM的超級計算機剛剛超過442 PetaFLOPS。此外，隨著第1900萬比特幣的發行，比特幣的挖礦難度最近躍升至歷史新高。
由于只剩下200萬個比特幣可供開采，因此需要更大的計算能力來開采新的比特幣。最后，盡管量子計算還處于早期階段，但科學家們已經開始開發經典計算機和量子計算機都難以解決的后量子安全算法。
量子計算技術面臨的主要問題
雖然量子計算機已經成為現實，但該技術仍處于起步階段。IBM的量子處理器被稱為“Eagle”，被認為是迄今為止世界上最強大的量子計算系統——包含127個量子比特。與在10分鐘內破解ECDSA所需的估計19億個量子比特相去甚遠。
事實上，雖然量子計算機的計算能力可能要高得多，與傳統計算機的差異將是天文數字。 但這只是理論，到目前為止，還沒有證據表明量子計算機真的可以用來挖礦。雖然一些專家認為量子計算可能威脅到加密貨幣，但其他人則對這種技術的可行性持懷疑態度。盡管如此，該行業仍在大力投資開發必要的硬件和軟件，以利用量子計算和其他量子技術。
