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投票进展：DAO Reviewer 1/0 通 过
赏金总量：45 USD
研究种类：Quantum Computing, Xerox Machines
原文作者: Elias Cohen
创作者：Sylvia@DAOrayaki.org
审核者：Hahaho@DAOrayaki.org
原文: Xerox Machines, Quantum Computing and the Next Bitcoin
在这个充满区块链技术、量子技术、基因治疗、甚至人造肉的现代世界，谈论那些大型施乐复印机毫无意义。然而，这种机器做了一些几十年前无法想象的事情。它们能够获取所有有价值的信息（这些东西在50年代发明时，以至于人们甚至觉得未来的技术高度难以想象），并对其进行精确复制。这听起来可能不算什么，但计算机复制技术使造假钱更容易。以至于1960年代澳大利亚发生了最大的假币制造行动之一。目前，美国政府在其货币设计预算中花费了超过10亿美元来确保美钞不被伪造。但即使全球反假币行业的估值高达50亿美元，我们仍无法估计今天有多少假币在我们身边流通。
为了抵制实体货币的安全缺陷，学者、商人和政治家在某些情况下选择了新的热门技术：区块链。如果你现在还没有听说过这个词，或者没有听说过比特币或加密货币，那么你可能生活在上古时期。不过，尽管可能你没有听说过它或很难理解它，还是让我简单描述一下这项技术如何促成一种新的货币形式。尽管存在许多不同类型的加密货币，但几乎所有的加密货币都基于以下理念：
1. 政府不应垄断印刷货币的权力
2. 货币应该是不可能被伪造的
3. 交易应该由第三方进行验证
以上三点中的第1点，铸币权不应该留给政府机构的想法，并不是一个古老的想法。事实上，这是著名的经济学家和诺贝尔奖获得者Milton Friedman提出的数字货币和去中心化货币交易市场的想法。去中心化铸币过程的吸引力（将印刷货币的垄断权从政府手中夺走），源于避免因政治人物的非理性或自私行为而发生经济崩溃，以及让自由市场竞争稳定货币估值。第2点比较好理解，如果我们有一个系统，其中商品和服务的价值被印在一个实体上，我们希望这个实体是不可能被复制的。最后的第3点，则是第1点的结果；如果货币的有效性不是来自政府机构，那么我们需要以某种方式能够信任我们正在使用的钱，并相信当我们用它来交换商品和服务时，钱是合法的并且来自一个可信赖的来源。因此，加密货币应使用第三方来验证所有交易。正是在这3个假设下，加密货币被设计出来，但它们是如何运作的呢？
加密货币与称为区块链的技术一起运作，区块链是一种账本系统，它将账本的每一部分相互之间联系起来。互联网上到处都是这种听起来有些怪的解释，所以试着想象一下。想象一下世界上的每个人都被无限的链条相互连接起来，每个人周围的链条数量代表了他们有多少钱。这些链条是你的钱，同时它们也与世界上的其它每一个链条相连。此外，每个链条都有一个序列号，因此我们可以从中识别每条链条。但是有一个问题，链接内部包含一个代码，只有你拥有该链条左侧的序列号和左侧链条上的代码时才能读取该代码。但是，由于要读取该链条的左侧链条，你需要读取下一个左侧链条，因此你就需要读取区块链上的所有链条，以便从你的链条中获取所有信息。这使得链“不可破解”。当你想用链条换取……牛奶时。你给送奶工你的链条，但他怎么知道你的链条是否合法，他当然不能读取所有的区块链来确保你的链条是安全的。那么我们该怎么办？利用数学。交易的第三方读取你链条上的序列号并对交易进行复杂的数学计算（记录每笔交易）以验证所述货币的交易，而无需读取整个链。然后将交易结果加密到创建的下一个区块的链条中，通过向其添加更多信息，使整个无限长的链条更加安全。如果我们没有链，而是有一个数字账本；我们在分类帐中拥有加密元素，而不是链条；我们没有第三方数学家，而是有个20岁的年轻人运行着大型计算机，试图成为下一个百万富翁，然后我们拥有区块链。因此，我们似乎设计了一个完美的不可破解、不可伪造的货币系统，即使是施乐机器也无法破解。
然而，我们都听到了一些关于加密货币的负面消息。我不支持也不反对加密货币。我认为它们可以很有帮助，但我也知道他们的系统并非不可破解。这个系统并非坚不可摧的原因有很多，其中之一是在设计数字防伪或密码系统时所做的假设。我的意思是，世界上的任何加密系统，无论该系统是保护你的家庭摄像头、你的亚马逊密码、国家安全文件还是核密码，此时都无关紧要，因为所有系统都必须对它们试图保护的东西做出某些假设。这样想，如果一个孩子在以前的学校被霸凌后搬到一个新的学校，这个孩子来到学校后会有一些先入为主的想法，认为下一个霸凌他的人会是什么样子，如果霸凌他的人会在午餐或体育课上进行攻击，霸凌他的人是否会进行身体或情感暴力。有了这种先入为主的观念，孩子就会采取行动以避免再次被霸凌，也许会逃课或独自吃午饭。如果孩子认为每个人都是霸凌者，会随时随地进行霸凌，那么唯一能做的防御就是不去上学。加密系统也是如此，如果我们假设我们的敌人是全知全能的，就没有办法对信息进行加密。但如果我们做一些具体假设，那么我们就可以用这个方法来运作。显然，为了使我们的数字系统安全，我们能做的最好的事情就是假设敌人拥有当今任何人都能获得的最强大的计算能力，这样的话，我们今天就能建立一个世界上任何人都无法攻破的密码系统。这就是主要的问题，今天我们的计算机是用0和1进行运作的，而我们使用的密码学是基于计算机无法解决的算法。就像加密货币的假设一样，任何计算机都不可能通过足够大的区块链来入侵系统，使敌人在不知不觉中成为百万富翁。但是，如果出现了一种与我们今天所拥有的完全不同且功能更强大的新型计算机，那么该假设仅适用于今天而不适用于明天。这就是量子计算机的用武之地，如果你从未听说过量子计算，你可以看看这篇文章（注：文章链接被屏蔽了），了解这种计算机的工作原理。本质上，比较这两台计算机就像去打架，但对手拿着 AR-15，而你有石头和弹弓，你是没有机会的。此外，加密货币已经有被黑的案例：黑客从某种加密货币中获得了私钥（链条上的序列号），并从这些人那里提取了价值超过6亿美元的代币。在另一次黑客攻击中，一个加密货币交易所，一个人们可以购买和交易不同加密货币的网站，经历了大量的资金被盗，超过2.8亿美元，被未知的黑客盗取。因此，即使没有量子计算，看似“无法入侵”的系统也一如既往地被黑了。那么我们可以做些什么来防止黑客入侵。如果答案是像那个没有安全感的受霸凌的孩子一样，什么都不做，那么我们就没有安全的钱，这当然不是答案。如果复杂的密码数学无法拯救我们，那么谁会呢？...物理学！量子物理可以。
实际上，是物理学、数学、计算机科学、经济学家和许多其他学科共同为我们提供了令人惊叹的量子信息领域。量子信息理论是研究信息如何在不同方之间进行交流并优化交流。这意味着在以下方面对其进行优化：通信速度、通信信息所需的内存、间谍活动的脆弱性等等。之所以称其为量子信息，是因为它研究的信息本质上是量子的，而信息的构件是这里提到的量子比特；而在常规信息论中，信息的构建块是abit或只是0和1。我们处理量子信息这一事实为做创造性的通信协议开辟了一个全新的空间，这是我们以前从未见过的。例如，量子信息理论使我们能够：传送信息（是的，比光速快......还不违反爱因斯坦的相对论），创建超级密集的信息代码，允许对信息进行前所未有的大压缩，甚至有能力入侵大多数现代加密系统。然而，所有这些优势也有弊端。
量子信息论中的一个重要定理是不可克隆定理。这让我们回到施乐机器上来；通常，当我们想要复制任何我们想复制的东西。无论是复印文件、复印书籍、伪造货币还是生产假货，我们总是能够做到。我们生活的传统世界允许这样做。然而，当我们进入“量子领域”，即原子和电子生活的世界时，我们就无法做到这一点。听起来可能有悖常理，为什么我们能够复制大的东西，却不能复制构建这些大物体的最微小的东西？这个悖论存在的原因是由于量子力学的概率性质。原子的小世界不是确定性的，也就是说没有命运（告诉你的占星师朋友），无法知道其中一个粒子的未来是什么。即使我们知道一个电子的全部情况，它在哪里，它的速度有多快，它周围有什么，以及关于电子的所有可以想象的事情，我们也无法预测接下来会发生什么。（只是为了记录在案，我们不能从一个量子粒子中知道所有这些变量，因为马上会有更多变量出现）。我们不知道接下来会发生什么的原因是，当电子向右迈出一步时，它是以概率的方式进行的，即使它试图向右迈出一步，当我们在其初始位置右侧寻找电子时，也有可能我们不会在那里找到它。如果这让你大吃一惊，或者对你来说只是听起来像胡闹，那么不止你一个人这样觉得。但可惜的是，上帝确实在和宇宙玩骰子。
爱因斯坦有句名言：上帝不和宇宙玩骰子，以说明量子物理学的随机性是多么奇怪和不合逻辑。
现在回到眼前的问题上。量子比特的概率性质使得我们不可能复制它们。事实上，数学证明表明，一个通用的量子复制器能够复制的唯一状态是与经典比特相对应的状态，即那些没有分配给它们的合理概率的状态。如果这对你来说听起来不像是量子计算机的缺点，那么请考虑一下：你在你的电脑上复制粘贴了多少次？现在想象一下，世界上被寄予厚望成为下一个突破性技术的新的超级强大的计算机却无法完成这一简单的操作。很震撼吧，所以先不要对量子计算抱有很高期望，即使正是这个弱点给我们带来了不可思议的货币世界，即量子货币。
由于量子比特无法复制，因此它们非常适合构建一个货币计划。与其拥有过于复杂的区块链技术或每年花费数十亿美元试图避免人们伪造美元，我们可以改为使用量子比特。思路如下：
Mint打印出量子比特状态，并给这个量子比特状态分配一个货币价值。一旦量子比特状态被打印出来，它就被储存在一个物理对象上，比如说一个圆形的金属物体（某种硬币）。如果你或任何人试图复制这个圆形金属物体，你当然能做到。然而，如果你试图复制金属物体内部的信息，那么从物理上和数学上来说，你不可能做到这一点，否则世界就会自行崩溃，并推翻几十年的科学研究成果。量子货币中设计的反伪造机制完全依赖于自然法则，没有别的。它是一种更简单的生产货币的方法，是安全的。你可能想知道，那么我们如何产生这种量子比特状态。这些状态可以由激光、单个原子甚至电子产生，通过使用单个原子我们有一个量子比特，我们可以为不同的原子分配不同的值。假设一个氢原子值 美元，一个氦原子值2美元，依此类推。最大的变化将是拥有能够检查你持有的货币是否真实的设备，或者是否有人只是将一个原子放入硬币中。为了避免这种行为，铸币厂必须对其产生的每个量子比特进行序列化，并将其存储在世界上任何人都可以访问的数据库中。然后我们需要一个足够小的量子认证设备，让世界上任何人都可以使用，所以当有人给你一枚硬币时，你可以将它通过你的量子认证设备，让我们称之为量子扫描仪，并验证铸币厂确实创造了这个特殊的量子比特。
所以对于为什么政府不开始生产量子货币，我们有了答案。那么还有一个问题。目前，量子状态的存储时间不能超过一微秒。如果你不知道那是多少时间，那就是你的闹钟在早上惹恼你所花费的时间……零……无。关于如何将量子信息存储更长时间的研究有很多，但到目前为止还没有任何商业化的成果。量子状态也是宇宙中最脆弱的事物之一，仅次于政治家的自我。因此，任何对状态的破坏都会立即摧毁货币。事实上，今天的量子状态几乎被冻结到绝对0度，比西伯利亚冷得多，但希望并没有消失。我们能做的，以及我正在做的是使用我们当前的经典计算机来模拟量子状态。基本上是用一台超级强大的计算机模拟量子自然的随机性和概率性，我所说的超级强大是指我的普通笔记本电脑。但是，如果你认为今天的任何笔记本电脑都比将 Neil Armstrong 送上月球的计算机强大100000倍（每次我的电脑停顿或短暂停止工作时，我都会想到这一点）。通过模拟这些状态，我可以在我产生的任何量子状态上运行认证测试，并且可以永久存储它。我可以保留我创建的所有状态的分类账本，甚至可以用它制作区块链。如果你有兴趣亲自看看这个东西是如何工作的，并想试试量子货币，请在评论中留言，我将为你制作一个量子货币状态。
所以你现在明白了吧。除了你听说过量子计算机可以做的所有强大的事情，比如入侵地球上的每一个加密系统、计算素数、传送信息、解决蛋白质折叠问题以创造更好的药物、优化电网、为信贷公司创建准确的风险分析，甚至更多，我们还知道它们可以为我们节省数十亿美元，并比以往任何其他货币都更好地保护我们的经济。
来自奥地利的1000先令，上面印有量子物理学奠基人之一 Erwin Schrodinger 的照片
参考链接：
1.1960 年代澳大利亚：
https://www.rba.gov.au/publications/bulletin/2019/sep/a-brief-history-of-currency-counterfeiting.html
2.数字货币：https://zebpay.com/blog/milton-friedman-predicted-bitcoin-in-1999#:~:text=He%20described%20this%20concept%20as,as%20a%20whole%20is%20inevitable.
3.去中心化货币交易市场：
https://www.jstor.org/stable/3234360
4.黑客从某种加密货币中获得了私钥（链条上的序列号），并从这些人那里提取了价值超过 6 亿美元的：https://www.bbc.com/news/technology-60933174
5.2.8 亿美元：
https://cointelegraph.com/news/kucoin-ceo-says-insurance-covered-16-of-losses-from-285m-hack-in-2020
6.Coinmonks Telegram 频道：
https://t.me/coincodecap
7.Youtube 频道：
https://www.youtube.com/c/coinmonks/videos
本文链接：https://www.8btc.com/preview/67655
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