E安全4月30日訊 新西蘭惠靈頓維多利亞大學理論物理科學家 Matt Visser 與 Del Rajan 一項最新研究發現，其最近提出的“量子區塊鏈”有望保障區塊鏈系統不受量子計算機黑客攻擊的影響。這兩位研究人員認為這種新型量子區塊鏈擁有一種如時光機般的特性，即在進行自我解釋時會對過往記錄產生影響，量子區塊鏈系統將能夠抵御來自量子計算機的黑客攻擊。

未來區塊鏈將在更多領域得到應用

區塊鏈是一類數據庫，其負責保存關于過去的記錄——例如財務或其它交易信息，確保網絡中每個節點皆可達成共識，且不需要中心機構維持其準確性。區塊鏈最著名的應用無疑是比特幣，但目前各類創業公司、企業聯盟以及研究項目也都在積極探索該技術的其它潛在用途。

物理學家 Del Rajan 指出，“預計到2027年，全球 GDP 總量中的10%將能夠存儲在區塊鏈技術當中。”

疊加態

疊加態意味著同一量子位能夠一次執行兩次計算，而兩個量子位通過所謂糾纏量子效應

然而，區塊鏈自身也面臨著另一種即將出現的威脅——量子計算機。傳統計算機以晶體管的開啟與關閉狀態分別代表1與0; 而量子計算機使用量子位作為基本單元。由于量子物理具有一系列超現實特性，因此量子位可處于疊加態——既為1又為0。對接之后，即可同時執行2^2即4次計算; 三個量子位為2^3即8次計算，以此類推。

從理論上來講，300個量子位的量子計算機將能夠即時執行超過宇宙內原子數量總和的計算次數，這意味著一套強大的量子計算機將能夠成功破解傳統密碼學領域的各類成果，包括區塊鏈。

量子區塊鏈與區塊鏈的區別

如今，新西蘭的研究人員們提出了一種量子區塊鏈，旨在抵御量子計算機的黑客攻擊，這套系統中的所有組件都經過了實驗性驗證。

Rajan 表示，“以往的區塊鏈已經能夠與量子運算相結合，但區塊鏈本身卻一直未能量子化。我們目前推出的是第一套完全量子化的區塊鏈方案。”

量子區塊鏈在理論上同樣依賴于糾纏態。當兩個或更多光子等粒子糾纏在一起時，無論距離多遠，其都會相互影響——愛因斯坦將其稱為“幽靈超距效應”。

量子計算機及其它量子技術通常依賴于空間上的糾纏，而這種新的量子區塊鏈則依賴于時間層面的糾纏。換言之，無論在時間上相隔多遠，兩個或多個粒子間永遠存在關聯。

常規區塊鏈會將記錄存放在按時間順序排布的區塊當中。如果黑客試圖篡改某一特定塊，則該區塊之后生成的所有新區塊都將失效。

在量子區塊鏈中，區塊內的各條記錄被編碼成一系列相互纏繞的光子。這些區塊按照時間順序通過時間糾纏進行連接。

由于構成量子區塊鏈的各區塊在量子計算機網絡之內傳輸，因此將由量子計算機創建各光子區塊，而后將由其它節點將光子吸收。但因為這些光子糾纏態以跨時間方式進行連接，所以各光子既存在同時又不存在。

Rajan 解釋稱，“關于以往交易的記錄被編碼為一個隨時間推移而變化的量子態。”

在這種情況下，黑客將無法對以往的任何光子編碼記錄進行篡改，因為這些光子在當前時間點下已經不復存在——因為它們已經被其它節點所吸收。黑客最多只能對最新編碼的光子進行篡改，但這會使最新區塊無效化，同時通知其它節點網絡遭遇黑客入侵。Rajan表示，“這種設計相較于存在理論篡改可能性的標準區塊鏈更為安全。”

研究人員們指出，在時間糾纏設計的支持下，對某一區塊中最后一個光子進行測量將影響到該區塊的第一個光子。從本質角度講，量子區塊鏈中的當前記錄不僅與上一條記錄相關，而且與所有以往的記錄相關，且當前記錄已經不復存在。惠靈頓維多利亞大學理論物理學家兼資深作家Matt Visser指出：“這項工作相當于創造了一臺量子時光器。”