量子コンピュータがブロックチェーンに与える影響について、多くの会話が交わされています。現在のコンピュータよりも何桁も速く計算を実行することが約束されている。しかし、量子コンピューティングはブロックチェーンの未来に何を意味するのでしょうか？量子コンピューティングは、ブロックチェーンのセキュリティにリスクをもたらすのでしょうか？

この問題に取り組むには、まずその目的と進捗状況を調査する必要がある。この技術がブロックチェーン・プロジェクトにどのような影響を与えるかを検討することが可能です。また、一般的に分散型環境にとってどのような意味があるのかを理解することができます。

量子コンピュータとは何か？

量子コンピュータと従来のコンピュータの主な違いは、情報の扱い方である。古典的なコンピュータは、データの「ビット」を使って、情報を2つの状態のうちの1つに保存します。0」と「1」の2つの状態です。0」と「1」は、それぞれ高電圧または低電圧の電気信号である。これをコンピューターが解釈することで、私たちが画面上で見ている画像を作り出しているのです。一方、量子コンピュータは、量子ビットに情報を格納する。この浮動小数点の状態は、2進数の「はい／いいえ」よりも、確率の雲のように機能する。

量子ビットは、とてつもない複雑さを持っています。量子コンピュータは、古典的なコンピュータよりも高速にデータを処理することができる。従来のコンピューターが解決できなかった計算問題に取り組むことができる。

量子コンピュータを知る

量子コンピュータは、量子物理学の2つの側面、すなわち「重ね合わせ」と「絡み合い」を利用して動作するスーパーコンピュータである。量子コンピュータは、「重ね合わせ」と「絡み合い」という量子物理学の2つの側面で機能し、高速かつ少ない消費電力でタスクを実行することができる。

重ね合わせ

従来のコンピューティングにおけるビットは、0か1かの2つの状態が可能である。量子ビットは、量子コンピューティングにおける古典的なビットに相当する量子情報ユニットである。量子ビットはユニークな性質を持っている。これにより、従来のビットよりも複雑な問題を高速に解くことができる。その一つが「重ね合わせ」である。これは、量子ビットが1つの2値（0または1）ではなく、0と1の組み合わせを同時に記憶できることを示す。量子ビットは、0か1かという2つの考えられる結果を持つことができるが、それらの状態は2つの重ね合わせである。

量子領域では、Qubitsはこれらの状態のいずれかになる必要はない。量子力学の世界では、キュービットは1つの状態である必要はなく、複数の状態の組み合わせでもよい。量子力学の世界では、量子ビットは1つの状態である必要はありません。これが「重ね合わせ」です。量子系が同時に複数の状態に存在できることを指す。

例えば、従来のコンピューティングでは、4つのバイトがあります。4バイトの組み合わせで24=16個の値を表すことができ、任意のタイミングで1つの値を表すことができる。しかし、4つの量子ビットの多様性では、16の選択肢すべてが同時に可能である。

エンタングルメント

エンタングルメントとは、量子粒子間に存在する非常に強い相関関係のことである。この相関は非常に強く、2つ以上の量子粒子は、距離が離れているにもかかわらず、完全に一体となってリンクすることができます。また、膨大な距離を隔てても、粒子は結合したままである。レーザーの動作により、2つの量子ビットがもつれ合う。一度もつれた量子ビットは未定義である。2つの量子ビットは、どのような距離で離れても結合したままである。量子ビットの一方を操作すると、そのもつれた双子の量子ビットも操作される。

量子コンピュータの応用と使用法

量子力学のシミュレーション

暗号技術

古典暗号は、整数の因数分解や離散対数などの制御不能な性質を利用したものである。量子コンピュータは、これらの問題の多くをより効率的に処理することができる。

最適化

ある問題に対して、その望ましい結果と制限を考慮した上で最適な解決策を決定することが最適化です。研究や産業における重要な決定は、様々な条件によって左右されます。これらの条件は、コスト、品質、生産時間などである。また、量子インスパイアード最適化アルゴリズムを古典的なコンピュータで実行することで、達成不可能な答えを見つけることができます。また、複雑なシステムをよりよく管理することも可能になる。交通の流れ、飛行機のゲートの割り当て、荷物の配送、エネルギーの貯蔵などを管理することが容易になります。

量子力学を利用した機械学習

従来のコンピュータでの機械学習は、科学やビジネスを大きく変えつつある。しかし、機械学習モデルの学習には高い計算コストがかかる。そのため、この分野の広がりと進歩は限られている。この分野の進歩を加速するために、機械学習をより高速に行える量子ソフトウェアを作る方法も研究しています。

検索

1996年、量子アルゴリズムが発見された。それは、非構造化データの検索を加速させた。従来のどのアルゴリズムよりも少ないステップで検索を開始することができた。

ブロックチェーンにおける量子コンピューティングの効果

量子コンピューティングはRSA暗号を破る可能性がある

より強力なコンピューターシステムがセキュリティ保護を突破する危険性がある。ビットコインの重要なリアルタイム分析アーキテクチャを突破することができる。ビットコインの運用に使われているRSA暗号を弱体化させる技術を提供することができる。これがなければ、インターネット上でのビットコインのデータ転送は安全ではなくなります。また、これが実現すれば、本物のユーザーの取引を偽造することも簡単にできるようになる。さらに、人々が互いにコインを盗むことができるようになる。

安全な保護を破るにはコストがかかる

ビットコインの専門家は、量子コンピューティングがNSAのセキュリティを破るのにどのくらい時間がかかると思うかを回答しました。匿名の回答では、NSAの保護を減らすには政府レベルの支出が必要であると述べられています。数分かかるかもしれない。しかし、推定される支出は、かなりの額の政府資金を必要とするでしょう。

ビットコインが強化される

データによると、量子コンピューティングの脅威が今後20年の間に到来するかもしれない。暗号解読者は、それが現実の問題となる頃には、ビットコインが強化されると考えている。ビットコインは、それらの脅威を軽減できる優れたシステムを開発しているだろう。

Qubits（キュービット

Qubitsの出現もブロックチェーンの価値にとって深刻な脅威である。Qubitsがあれば、量子コンピューティングはブロックチェーンのトランザクションを追い詰めることができるようになる。それを不安定にし、暗号を解読し、システムをより多くのハッキングや欠陥にさらすことになる。これは、今日の量子ビットを特徴づける良いアプローチでもある。ブロックチェーンの専門家が描く現実は、純粋なクービットを開発するには何年もかかることを示している。

従来のコンピューターは、0と1を含むビット情報しか処理できない。Qubitは重ね合わせを使うことができる。ここでは、1つの値で多くのことを意味することができる。このため、現在の典型的なシステムよりも複雑になっている。これはまた、Qubitsが不安定なままであることを意味する。ブロックチェーンシステムに大きな脅威を与えることはない。

量子ブロックチェーンの登場

量子コンピューティングの出現により、メッセージングサービス、VPN、暗号通貨ネットワークは、量子に耐えられるアルゴリズムに移行しなければならない。しかし、この変革は実存的というより、進化的なものです。技術の拡大・発展は、特定の概念が互いに成長し、変化し続けることに依存している。

量子ブロックチェーンと量子プルーフブロックチェーン

量子ブロックチェーンとは、量子コンピューティングとブロックチェーン技術の融合を意味する。従来のブロックチェーンと同様に、量子ブロックチェーンは分散化された暗号化された台帳である。これらのネットワークは、量子処理、量子情報理論、量子物理学に基づいて構築される。現在、量子ブロックチェーンは稼働していない。しかし、多くの研究者がこの技術の可能性を調査している。

まとめ

量子コンピューティングがブロックチェーンに及ぼす影響は、脅威的なものではない。同時に、分散型イニシアチブの良い影響を改める可能性もある。今は到達できない暗号化を可能にすることで、オンラインのプライバシーを高めることができる。量子ブロックチェーンの台頭は、技術的な約束事の実現を意味するものだろう。

量子ブロックチェーンの可能性はほぼ無限である。しかし、従来のコンピューティングの危険性は、今日、極めて明白である。インターネットの安全性とセキュリティのための適切なツールが使用されなければ、人々のデータとプライバシーは依然として危険にさらされているのです。