Os computadores quânticos destruirão o Bitcoin?

Um computador quântico aparecerá e usará seu maior poder de computação para minerar todos os bitcoins e esvaziar todas as carteiras? Enquanto alguns acreditam que isso pode acontecer a longo prazo, outros discordam, alegando que não há medo por muito tempo.

Vamos discutir um artigo, no qual dois professores canadenses de ciência da computação analisam se há uma ameaça representada por mineradores quânticos e, em caso afirmativo, qual é.

caminho a seguir

A seguinte ideia serve como base para os escritores formularem sua pergunta: Se um minerador ficar muito forte, a rede pode estar em risco. Ele poderia liderar 51% dos ataques se tivesse a maioria absoluta, mas mesmo que não tivesse, ainda poderia causar danos ao se envolver em mineração “agressiva” ou “egoísta”.

O que acontece, então, se um minerador usa computação quântica a ponto de sua parte do hash aumentar desproporcionalmente?

Tudo isso é realmente básico e já aconteceu antes: o progresso da mineração está sendo acelerado pelos avanços tecnológicos.

Muitas vezes acontece rapidamente e não gradualmente.

Os principais processadores foram substituídos por placas gráficas a partir de 2011, e a Asics parou de fabricar placas gráficas em 2013.

Durante esses tempos, a eficiência cresce quadrática ou exponencial em vez de linear.

Como os processadores convencionais muitas vezes atingiram seus limites, os computadores quânticos podem representar o próximo grande passo.

Isso não deve ser um problema por si só, porque os princípios da teoria dos jogos Bitcoin incentivam os jogadores racionais a serem confiáveis ​​e a manterem-se seguros.

No entanto, o salto tecnológico pode ser desafiador e pode abrir as portas para forças hostis que trabalham irracionalmente para minar o bitcoin.

Portanto, saber quando isso pode acontecer faz sentido.

O que precisa acontecer para substituir o Asics tradicional por computadores quânticos na mineração de Bitcoin?

Pesquisa de banco de dados não categorizada

Você pode ver os mineradores serem muito criativos com seu poder computacional ao discutir a mineração de bitcoin.

Eles produzem hashes aleatórios e, se o hash atender a um conjunto de critérios de raridade, o minerador descobre um bloco.

Outro termo para isso seria um ataque de força bruta contra o algoritmo de hash SHA256.

Os mineradores estão tentando reverter parcialmente a função de hash criptográfico, de acordo com os dois professores.

É “equivalente a procurar um item específico em uma lista não ordenada de coisas (pesquisa não estruturada)” a fazer essa “inversão parcial da função hash”.

Embora pareça um pequeno problema, todo o resto depende disso.

Como os computadores quânticos são limitados no que podem alcançar, encontrar um item específico em uma lista não ordenada é uma das poucas tarefas em que os computadores quânticos se mostraram superiores aos computadores clássicos.

Um computador tradicional deve passar por cada entrada uma a uma enquanto executa um ataque de força bruta ou verifica um banco de dados não ordenado.

Ele pode ser comparado a um ponteiro bidimensional que se move entre objetos.

A probabilidade de um resultado é próxima de 50% quando metade das entradas são mostradas.

Portanto, um computador convencional requer, em média, N/2 operações, onde N é o número total de objetos que podem ser processados.

O benefício dos computadores quânticos é este: vários qubits podem representar simultaneamente todas as diferenças concebíveis, pois os qubits podem ser 0 e 1.

Pode ser comparado a um ponteiro indicando dimensões N. A resposta já está em qubits se estiver nesta “superposição”.

No entanto, uma vez que você mede, a solução estraga.

Este é o infame paradoxo quântico: se você voltar, forçará o quantum a assumir um estado certo, mas aleatório.

Então, um computador quântico sabe a resposta, mas numa reviravolta cruel, quando você vai pegá-lo, ele o desvaloriza.

Aceleração realista ao quadrado da fórmula de Grover

O algoritmo de Grover, criado por Lov Grover em 1996, é uma tecnologia de verificação de resultados.

Qubits identificam e previnem resultados falsos combinando várias “portas quânticas”, as operações de computadores quânticos.

A cada iteração, a chamada iteração de Grover, a probabilidade de chegar à resposta correta aumenta.

O nível de complexidade ao redor é enorme.

Mas uma coisa é certa: o método de Grover pode acelerar muito essas pesquisas se a quantidade certa de iterações for usada.

Grover requer apenas n tentativas para localizar um item específico em uma lista não classificada.

Como resultado, é quase quatro vezes mais rápido.

Dois casos: computadores convencionais e quânticos precisam de dois se houver quatro coisas.

Em contraste, um computador quântico é descoberto após 2.280 tentativas quando há 5.198.400 peças, mas um computador normal teria que funcionar mais de 2 milhões de vezes.

Essa diferença é importante, principalmente para atividades que possuem N muito alto ou são muito desafiadoras. A chamada característica quântica é essa diferença.

Um daqueles saltos que podem derrubar completamente o ecossistema. Pelo menos conceitualmente.

A vantagem quântica está desaparecendo

Na verdade, um minerador quântico enfrenta um problema específico: ele não consegue localizar um bloco até medir o resultado, forçando-o a interromper o processo.

Ele deve, portanto, planejar o número de repetições que fará com antecedência.

A consulta é difícil. Porque há desvantagens em ter muitos e poucos.

Mais iterações aumentam o risco de que outro minerador seja mais rápido e a probabilidade de encontrar a resposta correta.

Por outro lado, menos repetição reduz a probabilidade de obter um resultado legítimo e, como consequência, diminui a vantagem quantitativa.

Um computador quântico poderia aproveitar ao máximo a vantagem quântica se tivesse tempo infinito. No entanto, a mineração proíbe isso. Entre poucas e muitas repetições, é preciso encontrar um equilíbrio.

Os pesquisadores criaram uma cadeia de Markov contendo todos os resultados possíveis para determinar o melhor trade-off.

Uma representação matemática de sequências possíveis, em grande parte aleatórias ou parcialmente inesperadas é chamada de cadeia de Markov.

Tal string mostra o caminho através de um labirinto de possibilidades, ou a melhor configuração do algoritmo de Grover, muitas vezes produzindo os melhores resultados.

Isso levará, surpreendentemente, 16 minutos.

Duas descobertas notáveis

Suponha que um minerador quântico leve 16 minutos para ler a saída do algoritmo de Grover. Quando comparado às desvantagens de longo prazo, seu benefício sobre a mineração tradicional está no auge.

Os cientistas afirmam que essa vantagem existe independentemente do desafio.

Porque pode ser usado, o resultado é muito impressionante. Aqui, duas consequências graves podem ser observadas:

Primeiro, usando tal estratégia, o minerador se exclui de cerca de 80% dos blocos. Este é o resultado de descobrir as coisas em menos de 16 minutos.

Com os 20% restantes, ele aumenta suas chances de sucesso.

O poder total de mineração que os computadores quânticos devem alcançar não deve exceder isso sem comprometer a eficiência.

Em segundo lugar, o tempo entre os blocos geralmente é menor para criptomoedas. Ethereum e Ripple têm apenas alguns segundos, enquanto Dogecoin e Litecoin têm alguns minutos.

Com este blockchain, a vantagem quântica não é verdadeira, então os mineradores quânticos sofrem com o nariz sangrando. Na mineração, eles já são quantitativamente seguros.

Da mesma forma, o paralelismo da computação quântica parece ser um beco sem saída.

O método de Grover torna isso possível, no entanto, os cálculos dos autores mostram que ele só aumenta o desempenho por um fator de m.

O elemento m para computadores convencionais, o que o torna quadrado maior.

Portanto, é duvidoso que os computadores quânticos sejam úteis para a mineração.

Mega Hash: 78

Esses cálculos já subestimam significativamente a ameaça representada pelos computadores quânticos.

Mas a pergunta mais importante permanece sem resposta: o que deve acontecer antes que os mineradores quânticos tenham vantagem sobre os mineradores clássicos?

Quando, se isso acontecer, um computador quântico será usado para descobrir uma massa que se torne menos cara?

O custo por iteração grover e a porcentagem de hash necessária para o bloco repetir a iteração necessária são os dois elementos que definem isso.

Os autores realizam esse cálculo usando o exemplo de um computador quântico que atualmente prevalece e tem uma “velocidade de porta” de 66,7 MHz.

Portões, ou processos quânticos, são os portões.

De acordo com os cálculos dos pesquisadores, esse computador quântico pode realizar 224 Grovers a cada segundo.

o significado? 78 mega hashes por segundo equivalem a 224 iterações de Grover.

Isso representa uma pequena parte do hash do Bitcoin e é muito menos do que a Asics contemporânea alcançou. Seria ridículo perceber qualquer ameaça aqui.

As versões futuras provavelmente serão mais eficientes em termos energéticos

Mas os mineradores quânticos são pelo menos mais produtivos se não forem uma ameaça? Então, é possível migrar para a mineração quântica, ainda que gradualmente? Além disso, quando?

O custo de energia de um Grover repetido teria que ser 3,49 x 105 vezes o custo de um hash convencional para ser mais eficiente.

Um computador quântico precisa de uma eficiência melhor de 3,49 x 105 x 10-10, ou cerca de dez joules por iteração do que Grover, para ser tão eficiente quanto os mineradores tradicionais, que têm uma eficiência energética de 10-10 joules por hash, talvez até 2240 J/s.

Isso parece realmente ofensivo. No entanto, os computadores quânticos precisam de relativamente pouca energia.

Um qubit quântico se transforma em um supercondutor depois que o sistema é resfriado a 15 milikelvins, ou quase zero absoluto, e não requer quase nenhuma eletricidade e quase não gera calor.

Um computador quântico ainda não é econômico no momento devido ao resfriamento em relação à eletricidade.

Mas à medida que a tecnologia evolui, isso deve mudar.

Em conclusão, os usuários de Bitcoin devem ficar tranquilos sabendo que são um pouco mais inteligentes e não podem mais imaginar o horror do mundo comandado por computadores quânticos.

pegar tudo Notícias de negóciosE a notícias do mercadoE a Últimas notícias eventos e últimas notícias Atualizações para o Live Mint. Download Mint News Para atualizações diárias do mercado.

mais
menos

participação em Boletins informativos perfeitos

* Insira um e-mail disponível

* Obrigado por subscrever a nossa newsletter.

#computadores #quânticos #destruirão #Bitcoin

Leave a Comment