摘要:量子纠缠状态区块链量子加密:量子加密是一种基于量子纠缠状态的加密技术,可以提供比传统加密技术更高的安全性。它可以用来保护区块链网络中的数据,并且可以有效地防止黑...
量子纠缠状态区块链
量子加密:量子加密是一种基于量子纠缠状态的加密技术,可以提供比传统加密技术更高的安全性。它可以用来保护区块链网络中的数据,并且可以有效地防止黑客攻击。
量子签名:量子签名是一种基于量子纠缠状态的数字签名技术,可以用来验证区块链网络中的交易。它可以有效地防止篡改和伪造,从而确保交易的安全性。
量子共识:量子共识是一种基于量子纠缠状态的共识机制,可以用来解决区块链网络中的共识问题。它可以有效地防止恶意节点的攻击,确保网络的安全性和可靠性。
Ⅰ 强大的量子计算机可以破解加密并解决经典计算机无法解决的问题
强大的量子计算机可以破解加密并解决经典机器无法解决的问题。虽然目前还没有人成功制造出这样的设备,但最近我们看到了进步的步伐——那么,会是新的一年吗?目前,注意力集中在一个被称为量子霸权的重要里程碑上:在合理的时间范围内,量子计算机能够完成经典计算机无法完成的计算。
谷歌在2019年首次使用具有 54 个量子位(常规计算位的量子等价物)的设备来执行称为随机抽样计算的基本上无用的计算,从而实现了这一目标。2021 年,中国科学技术大学的一个团队使用 56 个量子比特解决了一个更复杂的采样问题,后来又用 60 个量子比特将其推得更远。
但IBM 的Bob Sutor表示,这种跨越式 游戏 是一项尚未产生真正影响的学术成就。只有当量子计算机明显优于经典计算机并且能够解决不同问题时,才能实现真正的霸权,而不是目前用作基准的随机抽样计算。
他说,IBM 正在努力实现“量子商业优势”——在这一点上,量子计算机可以比传统计算机更快地为研究人员或公司解决真正有用的问题。Sutor说,这还没有到来,也不会在新的一年到来,但可以预期在十年内。
量子软件公司Classiq的联合创始人Nir Minerbi则更为乐观。他认为,新的一年将在一个有用的问题中展示量子霸权。
还记得第一辆电动 汽车 问世的时候吗?它们对于开车去杂货店很有用,但也许不适合开车300公里送孩子上大学。就像电动 汽车 一样,量子计算机会随着时间的推移变得越来越好,使其在更广泛的应用中发挥作用。
解决实际问题存在许多障碍。首先是设备需要数千个量子比特才能做到这一点,而且这些量子比特也必须比现有的更稳定和可靠。研究人员很可能需要将它们分组在一起,以作为单个“逻辑量子比特”工作。这有助于提高保真度,但会削弱规模的改进:数千个逻辑量子位可能需要数百万个物理量子位。
随着时间的推移,量子计算机会变得更好,在一系列应用中变得有用
研究人员还致力于量子纠错,以在出现故障时对其进行修复。谷歌在2021年7月宣布,其Sycamore处理器能够检测并修复其超导量子比特中的错误,但执行此操作所需的额外硬件引入的错误多于修复的错误。马里兰州联合量子研究所的研究人员后来设法用他们捕获的离子量子比特通过了这个关键的收支平衡阈值。
即便如此,现在还为时过早。如果通用量子计算机在新的一年解决了一个有用的问题,那将是“相当令人震惊的”。在任意时间内保护单个编码的量子位,更不用说对数千或数百万个编码的量子位进行计算了。
量子计算机需要多大才能破解比特币加密或模拟分子?
预计量子计算机将具有颠覆性,并可能影响许多行业领域。因此,英国和荷兰的研究人员决定 探索 两个截然不同的量子问题:破解比特币(一种数字货币)的加密以及模拟负责生物固氮的分子。研究人员描述了他们创建的一种工具,用于确定解决此类问题需要多大的量子计算机以及需要多长时间。
这一领域的大部分现有工作都集中在特定的硬件平台、超导设备上,就像 IBM 和谷歌正在努力开发的那样。不同的硬件平台在关键硬件规格上会有很大差异,例如运算速率和对量子比特(量子比特)的控制质量。许多最有前途的量子优势用例将需要纠错量子计算机。纠错可以通过补偿量子计算机内部的固有错误来运行更长的算法,但它是以更多物理量子比特为代价的。从空气中提取氮来制造用于肥料的氨是非常耗能的,改进这一过程可能会影响世界粮食短缺和气候危机。相关分子的模拟目前甚至超出了世界上最快的超级计算机的能力,但应该在下一代量子计算机的范围内。
我们的工具根据关键硬件规格自动计算纠错开销。为了让量子算法运行得更快,我们可以通过添加更多物理量子位来并行执行更多操作。我们根据需要引入额外的量子位以达到所需的运行时间,这严重依赖于物理硬件级别的操作速率。大多数量子计算硬件平台都是有限的,因为只有彼此相邻的量子位才能直接交互。在其他平台中,例如一些捕获离子的设计,量子位不在固定位置,而是可以物理移动——这意味着每个量子位可以直接与大量其他量子位相互作用。
我们 探索 了如何最好地利用这种连接遥远量子位的能力,目的是用更少的量子位在更短的时间内解决问题。我们必须继续调整纠错策略以利用底层硬件的优势,这可能使我们能够使用比以前假设的更小的量子计算机来解决影响深远的问题。
量子计算机在破解许多加密技术方面比经典计算机更强大。世界上大多数安全通信设备都使用 RSA 加密。RSA 加密和比特币使用的一种(椭圆曲线数字签名算法)有一天会容易受到量子计算攻击,但今天,即使是最大的超级计算机也永远不会构成严重威胁。研究人员估计,一台量子计算机需要的大小才能在它实际上会构成威胁的一小段时间内破解比特币网络的加密——在它宣布和集成到区块链之间。交易支付的费用越高,这个窗口就越短,但可能从几分钟到几小时不等。
当今最先进的量子计算机只有50-100个量子比特。“我们估计需要30[百万] 到3亿物理量子比特,这表明比特币目前应该被认为是安全的,不会受到量子攻击,但这种尺寸的设备通常被认为是可以实现的,未来的进步可能会进一步降低要求。比特币网络可以对量子安全加密技术执行‘硬分叉’,但这可能会由于内存需求增加而导致网络扩展问题。
研究人员强调了量子算法和纠错协议的改进速度。四年前,我们估计捕获离子设备需要 10 亿个物理量子比特才能破解 RSA 加密,这需要一个面积为 100 x 100 平方米的设备。现在,随着全面改进,这可能会显着减少到仅仅 2.5 x 2.5 平方米的面积。大规模纠错量子计算机应该能够解决经典计算机无法解决的重要问题。模拟分子可应用于能源效率、电池、改进的催化剂、新材料和新药的开发。进一步的应用程序全面存在——包括金融、大数据分析、飞机设计的流体流动和物流优化。
什么是量子启示录?
想象一个加密的秘密文件突然被破解的世界——这就是所谓的“量子启示录”。简而言之,量子计算机的工作方式与上个世纪开发的计算机完全不同。从理论上讲,它们最终可能会比今天的机器快很多很多倍。这意味着面对一个极其复杂和耗时的问题——比如试图解密数据——其中有数十亿的多个排列,如果有的话,一台普通的计算机需要很多年才能破解这些加密。但理论上,未来的量子计算机可以在几秒钟内完成这项工作。这样的计算机可以为人类解决各种问题。英国政府正在牛津郡哈威尔投资国家量子计算中心,希望彻底改变该领域的研究。
一种用于量子计算的新语言
Twist是麻省理工学院开发的一种编程语言,可以描述和验证哪些数据被纠缠在一起,以防止量子程序中的错误。时间结晶、微波炉、钻石,这三个不同的东西有什么共同点?量子计算。与使用比特的传统计算机不同,量子计算机使用量子比特将信息编码为0或1,或两者同时编码。再加上来自量子物理学的各种力量,这些冰箱大小的机器可以处理大量信息——但它们远非完美无缺。就像我们的普通计算机一样,我们需要有正确的编程语言才能在量子计算机上正确计算。
对量子计算机进行编程需要了解一种叫做“纠缠”的东西,这是一种用于各种量子比特的计算机,它可以转化为强大的能量。当两个量子位纠缠在一起时,一个量子位上的动作可以改变另一个量子位的值,即使它们在物理上是分开的,这引起了爱因斯坦对“远距离幽灵动作”的描述。但这种效力同样是弱点的来源。在编程时,丢弃一个量子位而不注意它与另一个量子位的纠缠会破坏另一个量子位中存储的数据,从而危及程序的正确性。
麻省理工学院计算机科学与人工智能 (CSAIL) 科学家旨在通过创建自己的量子计算编程语言 Twist 来解开谜团。Twist 可以通过经典程序员可以理解的语言来描述和验证量子程序中纠缠了哪些数据。该语言使用一个称为纯度的概念,它强制不存在纠缠并产生更直观的程序,理想情况下错误更少。例如,程序员可以使用 Twist 表示程序作为垃圾生成的临时数据不会与程序的答案纠缠在一起,从而可以安全地丢弃。
虽然新兴领域可能会让人感觉有点浮华和未来感,但脑海中浮现出巨大的金属机器的图像,但量子计算机具有在经典无法解决的任务中实现计算突破的潜力,例如密码学和通信协议、搜索以及计算物理和化学。计算科学的主要挑战之一是处理问题的复杂性和所需的计算量。经典的数字计算机需要非常大的指数位数才能处理这样的模拟,而量子计算机可能会使用非常少量的量子位来做到这一点——如果那里有正确的程序。 “我们的语言 Twist 允许开发人员通过明确说明何时不得与另一个量子位纠缠来编写更安全的量子程序,”麻省理工学院电气工程和计算机科学博士生、有关 Twist的新论文的主要作者 Charles Yuan 说. “因为理解量子程序需要理解纠缠,我们希望 Twist 为开发语言铺平道路,让程序员更容易应对量子计算的独特挑战。”
解开量子纠缠
想象一个木箱,它的一侧伸出一千根电缆。您可以将任何电缆从包装盒中拉出,也可以将其完全推入。
在你这样做一段时间后,电缆会形成一个位模式——零和一——取决于它们是在里面还是在外面。这个盒子代表了经典计算机的内存。该计算机的程序是关于何时以及如何拉电缆的一系列指令。
现在想象第二个外观相同的盒子。这一次,你拉一根电缆,看到它出现时,其他几根电缆被拉回了里面。显然,在盒子内部,这些电缆不知何故相互缠绕。
第二个框是量子计算机的类比,理解量子程序的含义需要理解其数据中存在的纠缠。但是检测纠缠并不简单。你看不到木箱,所以你能做的最好的就是尝试拉动电缆并仔细推理哪些是纠缠的。同样,今天的量子程序员不得不用手推理纠缠。这就是 Twist 的设计有助于按摩其中一些交错的部分。
科学家们设计的Twist具有足够的表现力,可以为著名的量子算法编写程序并识别其实现中的错误。为了评估Twist的设计,他们对程序进行了修改,以引入某种对于人类程序员来说相对不易察觉的错误,并表明Twist可以自动识别错误并拒绝程序。
他们还测量了程序在运行时方面的实际执行情况,与现有的量子编程技术相比,它的开销不到4%。
对于那些担心量子在破解加密系统方面的“肮脏”名声的人来说,Yuan 表示,目前还不清楚量子计算机在实践中能够在多大程度上实现其性能承诺。“在后量子密码学方面正在进行大量研究,这些研究之所以存在,是因为即使是量子计算也不是万能的。到目前为止,有一组非常具体的应用程序,人们在这些应用程序中开发了量子计算机可以超越经典计算机的算法和技术。”
重要的下一步是使用Twist创建更高级别的量子编程语言。今天的大多数量子编程语言仍然类似于汇编语言,将低级操作串在一起,没有注意数据类型和函数等东西,以及经典软件工程中的典型内容。
量子计算机容易出错且难以编程。通过引入和推理程序代码的“纯度”,Twist 通过保证一段纯代码中的量子位不会被不在该代码中的位更改,朝着简化量子编程迈出了一大步。 这项工作得到了麻省理工学院-IBM 沃森人工智能实验室、国家科学基金会和海军研究办公室的部分支持。
【注释. 量子计算机】
量子计算机是一种直接利用量子力学现象(如叠加和纠缠)对数据进行运算的计算设备。量子计算背后的基本原理是量子属性可以用来表示数据并对这些数据执行操作。
尽管量子计算仍处于起步阶段,但已经进行了一些实验,在这些实验中,量子计算操作是在非常少量的量子比特(量子二进制数字)上执行的。实践和理论研究都在继续进行,许多国家政府和军事资助机构支持量子计算研究,以开发用于民用和国家安全目的的量子计算机,例如密码分析。
如果可以建造大规模的量子计算机,它们将能够比我们目前的任何经典计算机(例如 Shor 算法)更快地解决某些问题。量子计算机不同于DNA计算机和基于晶体管的传统计算机等其他计算机。一些计算架构(例如光学计算机)可能会使用经典的电磁波叠加。如果没有一些特定的量子力学资源,例如纠缠,推测不可能超过经典计算机的指数优势。
Ⅱ 中国量子通讯产业的现状
与传统的通信技术相比,量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。
政策方面,我国出台多项政策推动量子通信发展,2021年开始实行的“十四五”规划提出,要使全社会研发经费投入年均增长7%以上,并把量子技术与人工智能和半导体一起列为重点研发对象。
技术方面,中国量子通信专利数超3000项,领先美国。随着国家逐渐完善量子科技领域的顶层设计,加强技术支持,我国有望成为全球量子信息技术研究和应用的主要推动者。
量子通信较传统通信优势明显
与传统的通信技术相比,量子通信技术的特点及优势体现在具有较高时效性、具有较强的抗干扰性、具有较好的保密性、所需信噪比低等。量子通信线路时延几乎为零,信息传递速度快,过程无障碍;量子通信中的信息传输与通信双方之间的传播媒介无关,不受空间环境的影响,具有完好的抗干扰性能;
由于量子不可克隆,成为量子密钥的基础,量子密码安全性很高,一般不能被破译;相比于传统的通信手段,同等条件下量子通信技术获得可靠通信所需的信噪比低30-40dB。
—— 更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国量子通信行业市场前瞻与投资策略分析报告》
Ⅲ 量子纠缠运行机制是什么
(1)量子技术:量子纠缠,量子通信,量子计算。
(2)天秤交易法则:杠杆原理,离心定律。
(3)区块链去中心化:去中心化跨链交易技术,加密技术,异构多链技术。
(4)AI智能技术:AI视觉,模式识别,语言和图像理解。 ZYXT688高政策扶持!
Ⅳ 10000年的工作量如今只要200秒,区块链技术的一生之敌出现了
谷歌已经宣布开发出了世界上最强大的量子计算机,这意味着以往10000年才能完成的计算工作,量子计算机只需要200秒就可以完成。不仅如此,量子计算还将对区块链的安全性造成冲击,传统的区块加密技术会在未来会被量子计算降维打击。
量子计算是基于量子理论发展出的计算机技术,量子计算机遵循物理定律,它在同一时间可以采取多种状态并使用所有可能的计算排列方式执行任务,因此在处理数据的能力上得到了巨大提高。
传统的计算机理论依据现有的二进制计算方式, 虽然现在测量每个晶体管选择0或者1的时间已经能够缩减到十亿分之一秒,不过这些器件转换状态的速度是有限的。 随着我们向更小、更快的集成电路发展,人类已经接触到了这些材料的物理极限,想要从这个方面继续提高计算机的性能并非不可能,只不过这样做的成本和收益是不划算的。
量子计算尝试从另一个角度来解决这个问题,在量子计算机中, 元素粒子的电荷正负可以表示成0或1,这些粒子被称为量子比特,它们的性质和行为构成了量子计算的基础。
量子计算运用了量子物理的两个最重要的原理,分别是量子叠加原理和量子纠缠原理。叠加原理将量子想象成磁场中的某个粒子,该粒子的自旋状态既可以和自旋上升态的场相同,也可以和自旋下降态的场相反。根据量子定律,当这些粒子进入叠加态后,它可以在取0或1的基础上完成叠加,这将使得它代表的数值发生变化。 概括地讲,叠加原理让粒子分为两部分,一部分取0,一部分取1,比如一部分0和5个1的叠加,就会产生5。 纠缠原理指在某一点上相互作用的粒子可以成对纠缠在一起,当我们得知其中一个粒子的自旋状态后,就可以从相反方向推断出它同对的另一个粒子。而且,不管相关粒子之间的距离有多大,它们都可以瞬间相互作用。 纠缠原理就是指同对出现的粒子会产生相互作用,这样的作用和粒子之间的距离无关。
量子叠加和量子纠缠让量子计算拥有了强大的计算能力,普通计算机的两个存储单位只能存储四个二进制数字(00、01、10和11)中的任意一个,而量子计算机在拥有两个存储单位时,可以同时存储这四个数值。如果增加更多的量子单位,计算机的容量将会以指数方式扩展。
区块链技术的加密手段依赖于密码对,即私钥和公钥。 公钥可以从私钥的对应项计算得来,但是不能反过来推知私钥。量子计算机能够通过跨越量级来实现这一点,也就是由公钥破解私钥,最终攻破整个加密体系。
不过,现有的量子计算机还不能完全达到这样的水平,谷歌的量子计算机目前具有53个量子比特,而想要对区块链技术产生影响,至少需要1500个量子比特才能完成。但是至少从理论上讲,量子计算是能够威胁到区块链技术的。
不过,想要扩展量子计算机也并非易事。虽然Shor算法可以通过公钥破解私钥,但是预计在近十年这种情况是不会发生的,因为目前的技术想要从现有的量子计算机基础上扩展30倍是非常困难的,不过科学的进步将使这一天加速到来。
虽然量子计算将重挫传统的区块链加密技术,但是它同样带来了新的密码系统,也就是量子密码学。量子密码学利用了物理学知识,保证在不知道信息的发送接收双方的情况下,信息不会泄露。 量子密码不同于传统的密码系统,它更依赖物理学,而不是数学,这是它安全性更高的根本原因。
从本质上将,量子密码学的基础是利用单个粒子及其内在的量子特性发展一个牢不可破的密码系统,在不受干扰的情况下,任何形式的量子态都不能被测量。量子密码将采用光子传输密钥,一旦密钥被发送,就可以使用普通密钥的方法进行编码和解码。 每个光子的自旋类型都代表二进制中的1或者0,一串光子将构成一个1和0组成的长字符串,这些字符串将传递信息。 根据物理理论,正确构建出量子密码后,任何人都无法侵入系统。
在常规的加密技术中,破解私钥需要找到一个数的因子,而这个数将由两个巨大的质数的乘积构成,如果通过算法想要计算出这个结果,你需要从宇宙诞生的那一天开始算起。但是,这种常规加密技术存在弱点,一些弱键将会产生漏洞,并且摩尔定律不断提高计算机的处理能力,这些加密方法的破解虽然是困难的,但是并非不可能的。
量子密码就避免了这些问题,密钥被加密成一串光子,根据海森堡不确定性原理,在不改变光子的情况下,任何人都无法观测到这些光子存储的信息。在这种情况下,入侵者拥有的技术并不重要,因为物理学定律是难以打破的。
虽然量子计算拥有了无与伦比的速度,也可以击破传统的加密技术,但是它自身也非常脆弱。在量子计算的过程中,即便是最轻微的电磁波干扰,也会导致量子计算崩溃,所以量子计算机对环境的要求非常苛刻,在运行过程中需要与外界干扰完全隔离。并且,如果计算的过程中出现一个错误,会导致整个计算的有效性崩溃,也就是说量子计算的纠错会导致整个计算体系失效。
量子计算对区块链技术的降维打击是必然出现的,不过这也正符合 科技 进步的道理。所以,无论是区块链加密技术,还是量子计算技术,都值得人们好好研究。
Ⅳ 高维度文明从何而来
高维度文明从哪里来?从不可知论中来。在人类开始考虑,我们从哪里来的时候,由于我们找不到答案,就想到了女娲造人说,上帝造人说,其实这样的故事还有很多,像希腊传说中的普罗米修斯造人、美洲印第安人的泥土捏制造人、丢卡利翁和皮拉丢石头造人、中国淮南子阴阳二神造人、中国的黄帝造人、挪威巨人始祖之死创造万物、巴比伦魔力女神造人……等等。随着 科技 的进步,各种造人说都退出了 历史 舞台,虽然还有一些宗教依然存在,但已显得非常勉强,完全失去了中世纪时的狂傲和霸道。
然而,科学发展到量子力学,发现了量子测不准现象,发现了量子纠缠,两个量子一旦发生纠缠无论远近均几乎同时发生的现象,使我们对原来深信不疑定律产生不满怀疑,宇宙大爆炸理论也受到质疑,进化论也动摇了,于是人们又开始追问有机物生物人类又是从哪里来的呢?正是由于在 科技 高度发展的今天,再次感受到自在之物的神秘性,不可探测性,不可知论又一次复活了,各种假设应运而生,高维度文明就是其中之一。但这只是一种假设,而且是一个不可能被证明,也不可能被证伪的假设,因为低维度生物是无法探知高维度世界的,所以它本质上就是披着科学外衣的新宗教的简陋雏形。
人类发明人工智能,发明计算机,人类就成为了相对计算机或人工智能的高维度文明,这是高维度文明的诞生,不是先有低维度文明,而是先有高维度文明。
存在的意义就是低维度文明是为高维度文明的某一个目的或需求服务的,正如《木星上行》畅想的,收割人类,可能是收割人类灵魂。
量子纠缠是量子区块链技术,人类的存在不被高维度文明本身自由意志随意干扰,去中心化,所以人类看来是自然法则,自然规律,自己存在即为自己存在,我思故我在。[呲牙][呲牙][呲牙],是否无限循环,就看人类是否能够在不受高维度文明的干扰下利用量子纠缠发明量子计算机,量子编辑器,量子穿越机逆变高维度文明,正如人类担心人工智能发展,人工智能逆变人类文明一样。纯粹瞎掰,只是想象力作怪,不必较真,仁者见仁智者见智。[呲牙][呲牙][呲牙][呲牙]
这种观点已经烂大街了,也不知起源于哪里
我们活在3维空间 对二维世界 和 四维世界 同样无知
仅仅因为维度高复杂度高文明程度就高吗?或许低维度的生命对宇宙看的更透彻也不一定啊 就像是庙里的高僧 见识少反而不为迷惑
另一个空间向地球派送各种能量体,这些能量体和地球物质结合,进行进化,看谁的进化更科学。
文明靠自己,全民都自觉,文明就会来,伟大中华是文明古国,应世代宏扬文明。
中华 历史 五千年,人生智慧,代代出英雄。中国的 历史 "四大发明,名扬四海。当代的高科联网,人造卫星,登峰世界。
长知识了,高维度文明这个词,第一次用到....呵呵,俺还是缺文化啊,惭愧!
谢邀,不过对这个问题我没有什么答案,但我看你的回答就还不错的,哈哈。