کامپیوتر‌های کوانتومی و تاثیرات آن بر دنیای بلاکچین

تمامی تحولاتی که امروزه در عرصه دیجیتال شاهد آن هستیم در واقع نرم افزارهایی هستند که بر روی کامپیوتر‌های امروزی استفاده می‌شوند. سخت افزاری که در کامپیوتر‌های امروزی بکار گرفته شده است و نحوه کارکرد آن‌ها این امکان را به نرم افزارهای مختلف می‌دهد که بتوانند مسائل پیچیده را حل کرده و دنیای پیرامون ما را تحت تاثیر خود قرار دهند. تکنولوژی بلاکچین نیز از این قاعده مستثنی نبوده و با وجود همه پیچیدگی‌هایی که دارد و دنیای سراسر رمزنگاری شده‌ای که در اختیار کاربران قرار می‌دهد، بر روی همین کامپیوتر‌هایی که شما در کارهای روزانه از آن استفاده می‌کنید اجرا شده و در حال کار است. حال تصور کنید دستگاه‌های پردازشی ساخته شوند که بر مبنا و پایه‌ای به غیر از مبنایی که کامپیوتر‌های امروزی در حال کار کردن هستند پردازش‌ها را انجام داده و مسایل را حل کنند. این نوآوری می‌تواند باعث به وجود آمدن سطحی نوین از نرم افزارهایی شود که قابلیت‌هایی به مراتب فراتر از نرم افزار‌های کنونی داشته و مسایل را بسیار بهتر و سریعتر حل کنند. ممکن است شما هم درست حدس زده باشید، این پردازنده‌های نوین کامپیوترهای کوانتومی هستند و با توجه به اینکه ساختار پردازشی متفاوت از کامپیوتر‌های متداول امروزی دارند ابهامات زیادی در مورد آن‌ها وجود دارد. در این مقاله از بیتفا در ابتدا به معرفی ساختاری کامپیوتر‌های کوانتومی پرداخته و در ادامه تاثیرات کامپیوتر های کوانتومی و بیت کوین بر یکدیگر را مورد بررسی قرار خواهیم داد.

کامپیوتر‌های کوانتومی

برای این که بتوانیم درک بهتری از رایانه‌های کوانتومی داشته باشیم در ابتدا لازم است با نحوه کارکرد کامپیوتر‌های دیجیتالی فعلی آشنا شویم تا بتوانیم تفاوت‌های بین کامپیوتر‌های کوانتومی را با کامپیوتر‌های امروزی بهتر درک کنیم.

نحوه کارکرد کامپیوتر‌های امروزی

هسته اصلی و مغز محاسباتی کامپیوتر‌های امروزی را CPU آن تشکیل داده که خود از تعداد زیادی ترانزیستور تشکیل شده است. ترانزیستورها همانند کلید روشن و خاموش برق هستند که یکی از دو حالت روشن و یا خاموش را می‌توانند داشته باشند. اگر حالت روشن را معادل 1 و حالت خاموش را معادل 0 در نظر بگیریم می‌توانیم با یکی از زبان‌هایی که یک کامپیوتر می‌تواند متوجه آن شود آشنا شویم. در واقع تمامی حروف، معادل دیجیتالی مخصوص به خود را دارند که از ترکیب این صفر و یک‌ها تشکیل شده است. هر یک از این یک‌ها و صفر‌ها یک بیت (Bit) هستند و همانطور که ممکن است بدانید هر هشت بیت یک بایت است. با پیشرفت‌های روز افزونی که در دنیای سخت افزاری کامپیوتر حاصل شده است این ترانزیستورها کوچک‌تر و کوچک‌تر شده و قدرت پردازشی فوق العاده‌ای را برای CPU  فراهم آورده‌اند.

کامپیوتر‌های کوانتومی در برابر دیجیتالی

همانطور که پیشتر توضیح داده شد کوچکترین واحد اطلاعاتی در کامپیوتر‌های دیجیتال را بیت تشکیل می‌دهد که می‌تواند حاوی 1 و یا حاوی 0 باشد. اما در کامپیوتر‌های های کوانتومی کوچک‌ترین واحد که مبنای اطلاعاتی قرار می‌گیرد کیوبیت(Qubit) است که با توجه به رفتارهای عجیبی که در مکانیک کوانتوم شاهد آن هستیم می‌تواند مقدار‌های 0 و 1 را بطور همزمان داشته باشد! بنابراین می‌بینیم که کامپیوتر‌های کوانتومی از قوانین حاکم بر فیزیک کوانتوم تبعیت می‌کنند. اگرچه هیچ پلتفرم سخت افزاری استانداردی برای کامپیوترهای کوانتومی وجود ندارد، اما دو مورد از محبوب‌ترین روش‌های مهندسی کیوبیت‌ها شامل استفاده از ابررساناها و یون‌ها است. در کامپیوتر‌های کوانتومی همه عملیات‌ها می‌توانند بصورت همزمان و موازی انجام شوند که این باعث می‌شود سرعت پردازش کامپیوتر‌های کوانتومی بسیار بیشتر از کامپیوتر‌های دیجیتالی باشد.

خطر کامپیوتر‌های کوانتومی برای رمزارزها

با توجه به اینکه کامپیوتر‌های کوانتومی قدرت و سرعت پردازشی بسیار بالاتر از کامپیوتر‌های دیجیتالی دارند در صورتی که این کامپیوتر‌های جدید در دسترس عموم قرار بگیرند شاهد تحولات بزرگی در بسیاری از حوزه‌های مرتبط با فناوری خواهیم بود. اما سوالی که در اینجا مطرح می‌شود این است که آیا این کامپیوتر‌های قدرتمند خطری برای بلاکچین محسوب می‌شوند؟ برخی از تحقیقات که در این زمینه صورت گرفته است و بلاکچین بیت کوین را بطور اختصاصی در برابر احتمال خطرات ناشی از کامپیوتر‌های کوانتومی مورد بررسی قرار داده است این را نشان می‌دهد که شبکه بیت کوین تا حدودی در برابر حملات احتمالی از طرف رایانه های کوانتومی مقاوم است. البته این موضوع برای دیگر رمز ارزها با توجه به متفاوت بودن پروتکل‌های آن‌ها با بیت کوین ممکن است صادق ‌نباشد.

کامپیوتر کوانتومی و بیت کوین

نکته‌ای که وجود دارد این است که تحقیقاتی که امروزه صورت می‌پذیرد در واقع نشان دهنده آن است که ممکن است حوزه‌های کامپیوتر کوانتومی و ارز دیجیتال برای یکدیگر مشکلاتی ایجاد کنند. تکنولوژی بکار گرفته شده در ساخت کامپیوتر‌های کوانتومی نیز مانند دیگر تکنولوژی‌ها بصورت روزانه در حال پیشرفت بوده و این پیشرفت ممکن است دنیای فعلی رمزارزها و حتی بیت کوین را با تهدیدی جدی روبرو سازد. در حالی که کامپیوترهای کوانتومی امروزی در بهترین حالت حاوی کمی بیش از 100 کیوبیت هستند، تیم برنز (Tim Byrnes)، که گروه تحقیقات کوانتومی ناروزنیاک (Narozniak) را در دانشگاه نیویورک رهبری می‌کند، می‌گوید که ارتقاء دادن کامپیوتر‌های کوانتومی امروزی به میلیون‌ها کیوبیت یک هدف غیرممکن نیست. در حال حاضر شاید این هدفی بسیار بزرگ به نظر برسد، اما شرکت‌های تجاری مختلفی هستند که تصمیم دارند کامپیوتر‌هایی با این تعداد کیوبیت بسازند. بنابراین ممکن است امروزه این هدف بزرگی برای این شرکت‌ها باشد ولی در گذر زمان و در آینده این اهداف دور از انتظار نیست. بنابراین تنها راه قابل قبولی که برای نجات شبکه‌های بلاکچینی و حتی شبکه بیتکوین در برابر حملات رایانه‌های کوانتومی باقی می‌ماند ارتقای شبکه‌های بلاکچینی بطور همزمان و سازگاری بلاکچین‌ها با کامپیوتر‌های کوانتومی است.

جمع بندی

فناوری بلاکچین که با معرفی بیتکوین به عنوان ابزاری نوین برای پرداخت‌های مالی به جهان معرفی شده توانسته است محبوبیت و مقبولیت‌های فراوانی را درمیان کاربران خود کسب نماید. این محبوبیت و مقبولیت باعث ایجاد بلاکچین‌های جدید دیگری شده است که هر کدام در تلاش برای رفع کاستی‌های شبکه بیتکوین هستند. با توجه به ساختار رمزنگاری شده بلاکچین و رمزارزها با ورود کامپیوتر‌های کوانتومی این خطر وجود دارد که رمزنگاری‌های موجود در بلاکچین‌ها به راحتی توسط این کامپیوتر‌ها شناسایی و هک شود. کامپیوتر‌های کوانتومی با ساختاری متفاوت با آنچه در سیستم‌های دیجیتالی امروزه با آن سر و کار داریم کار می‌کنند. این کامپیوتر‌ها از قوانین حاکم بر فیزیک کوانتوم تبعیت می‌کنند و قدرت و سرعت پردازشی بسیار بیشتر از کامپیوتر‌های امروزی را به کاربران می‌دهند. تحقیقاتی که درباره خطر کامپیوتر‌های کوانتومی برای رمزارزها و تاثیر کامپیوتر های کوانتومی و بلاکچین بر یک دیگر صورت گرفته است نشان می‌دهد در آینده‌ای نه چندان دور و با ارتقاء یافتن کامپیوتر‌های کوانتومی، رمزارزها و شبکه‌های بلاکچینی در خطر هک شدن احتمالی توسط این کامپیوتر‌های نوین هستند با وجود این موضوع در حال حاضر تنها راهکاری که برای جلوگیری از این خطر وجود دارد ارتقای شبکه‌های بلاکچینی و مقاوم شدن آن‌ها دربرابر حملات احتمالی هکرها توسط کامپیوتر‌های کوانتومی است.