量子计算和量子物理听起来像科幻小说里的东西：一切都是由波和粒子组成的，物质可以同时出现在同一个地方，粒子可以被送到星系的另一边，但仍然保持着联系。让人心烦意乱？对。科幻小说？不再是了。本文探讨了什么是量子计算机，以及它们对加密行业构成的威胁。
问题
科学家和研究人员正开始利用量子物理的力量来建造强大的计算机，并有能力打破世界上的加密算法。除了区块链之外，量子计算还可能威胁到全球金融系统、绝密情报机构以及你手机上所有数据的安全。
什么是量子物理学？
也被称为量子力学，量子物理学是一种只适用于那些小到足以使其规则适用的事物。在经典物理学中，几乎所有事物的行为都是以可预测的方式进行的，计算和测量都是精确的。一旦你开始研究量子物理大小的物体，事情就会变得更加不可预测。
量子物理学中的测量和计算不能保证精确，只能用概率来猜测。在量子水平上，粒子可以开始像波一样行为，甚至可以根据是否被观察到而突然改变状态。在量子领域，一切都变得不确定。
什么是量子计算机？
通过利用量子力学定律，量子计算机可以比我们最先进的现代计算机以指数级的速度更强大。关于量子计算机，最重要的是量子比特或量子比特。经典的计算机使用位，用“0”和“1”来表示。正常的位是二进制的，一次只能打开或关闭一个状态。量子位可以是“0”，也可以是“1”，在它们之间切换，或者两者同时存在。因为量子计算机的基本单位是这些看似神奇的量子比特，量子计算机可以以普通计算机甚至无法接近的速度执行功能或计算，为什么有一天它们可能会打破密码中的加密。
举个例子：如果我们有一台普通计算机的四个位，它们可以是16个组合中的任何一个，即1000、1100、1110，但在进行计算时，你只能选择它是一个。然而，对于四个量子位，它们可以同时位于所有16个位置，并且数量随着你增加的立方数呈指数级增长。仅仅20个量子位就可以并行存储超过100万个值，这使得量子计算机能够通过并行计算而不是一次一个计算来解决问题。
是谁发明的？
量子力学的思想可以追溯到1900年，被认为是量子理论之父的马克斯·普朗克的研究。20世纪80年代和70年代后期，保罗·贝尼奥夫证明了制造一台在量子物理定律下运行的计算机是可能的，那时量子计算机就出现了。
量子计算有什么特别之处？
因为量子位可以在“1”、“0”或同时处于多个状态之间切换，所以量子位可以并行或同时进行多个计算。量子比特使量子计算机能够如此快速地处理复杂的计算，以至于一台普通计算机要花5亿年才能破解比特币的加密，而量子计算机可以在10分钟内破解它。
“在量子计算机中工作的确切物理机制在理论上有些复杂，直觉上令人不安。一般来说，它是用量子物理的多世界解释来解释的，其中计算机不仅在我们的宇宙中，而且在其他宇宙中同时进行计算。”——安德鲁·齐默尔曼·琼斯（《假人弦论》的作者）
量子计算机是如何制造的？
传统的计算机基本上是由数百万个管理电子流动的小开关组成的。但是当我们把这些门缩小到亚原子水平时，控制电流是否通过栅极的能力变得，嗯，有点奇怪。通过一种叫做量子隧穿的想法，当我们到达亚原子水平时，电子可以随意跳过闸极，使得机器管理这种流动的能力变得毫无用处。因此，量子计算机的制造方式截然不同。
它们在亚原子粒子的奇异奇妙世界中工作，在那里，量子比特会做一些奇怪的事情，比如同时处于16种状态中的任何一种，直到被观察到时，它们才坍缩成一种状态。结果，与传统计算中使用的“逻辑门”不同，“量子门”要经过一个过程，即建立一些量子比特，应用量子门“纠缠”它们，操纵可能的概率，然后测量结果。困惑的？是啊，这真是一个令人头晕目眩的人。
但你需要了解的是，为了能够控制这一过程，例如，谷歌正在使用一种特殊的超导金属，其工作温度是太空温度的8倍，这与坐在办公桌上的电脑相去甚远。因此，量子计算机不可能很快离开实验室
我应该担心吗？
根据以太的创始人维塔利克·巴特林和密码福音主义者安德烈亚斯·安东诺普卢斯等聪明人的说法，目前还没有必要对量子计算机感到恐慌。根据安东诺普卢斯的说法，量子计算机目前远没有强大到足以破解比特币之类的东西。
理论上，量子计算可以打破加密技术，保护比特币和以太坊等加密资产，但巴特林认为，像谷歌宣布的那种量子计算机，更多的是概念的证明，而不是完全实现的技术。目前主要区块链中使用的加密技术可能也足以抵抗甚至完全实现的量子计算机，这意味着并非所有的加密技术都会受到攻击。
量子计算机不仅可以用来破解密码学，还可以帮助建立更强大的加密。为以太坊这样的区块链制定了升级计划，以抵抗量子计算机。
未来
即使我们现在是安全的，密码世界也不会冒险。像prazys和QAN这样的量子抗性区块链已经在开发中，为潜在的量子启示做准备。我们可以放心，即使量子计算机开始接管世界，我们的密码也将是安全的