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Qual é o impacto da computação quântica em blockchain e criptomoeda?

por DWS Holdings Inc2022/05/28

Muito longo; Para ler

Os supercomputadores não são tão poderosos quanto você pensa e podem falhar na modelagem de problemas criptográficos complexos, reações químicas, sistemas naturais, etc. Os computadores quânticos podem resolver esses problemas apesar de sua complexidade. No entanto, a computação quântica também pode ser prejudicial aos padrões de criptografia atuais com sua imensa velocidade. A tecnologia Blockchain pode enfrentar os desafios reinventando sua implementação atual para anular esse impacto.

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Os supercomputadores não são tão poderosos quanto você pensa e podem falhar na modelagem de problemas criptográficos complexos, reações químicas, sistemas naturais, etc. Os computadores quânticos podem resolver esses problemas apesar de sua complexidade.

No entanto, a computação quântica também pode ser prejudicial aos padrões de criptografia atuais com sua imensa velocidade. A tecnologia Blockchain pode enfrentar os desafios reinventando sua implementação atual para anular esse impacto.

Os computadores quânticos mostraram que podem resolver os algoritmos matemáticos mais avançados usados na criptografia, a espinha dorsal da tecnologia Blockchain e das criptomoedas. Isso levou a uma preocupação generalizada sobre a ineficácia/morte da criptografia e do Bitcoin.

Este artigo discute esses aspectos em detalhes para apresentar uma visão equilibrada das implicações que a Computação Quântica pode ter, sejam positivas ou negativas, na tecnologia Blockchain e nas criptomoedas. Antes de mergulhar nisso, aqui está uma breve visão sobre a computação quântica.

O que é Computação Quântica?

Computação quântica usa as leis complexas da mecânica quântica para resolver problemas (como algoritmos matemáticos) que estão fora do alcance dos computadores convencionais.

Como resultado, os computadores quânticos podem superar os computadores mais avançados de hoje , incluindo supercomputadores. Embora não torne a computação clássica redundante, a Computação Quântica provou sua utilidade em vários campos, incluindo ciências de materiais, automóveis, pesquisa farmacêutica e até tecnologia Blockchain.

O que é Qubit?

Qubit, também conhecido como bit quântico, é a unidade básica de informação quântica usada em um computador quântico. É semelhante ao dígito binário ou bit usado na computação clássica.

No entanto, representa um sistema de mecânica quântica de dois estados, idêntico ao spin de um elétron, dependendo de sua carga ou polarização. Um bit pode ser 1 ou 0 na computação clássica. No entanto, na mecânica quântica, um qubit pode estar simultaneamente em uma superposição coerente de 0 e 1.

Computação quântica: o estado atual

A IBM desenvolveu um dos computadores quânticos gigantes conhecido hoje em 2020. Este computador, composto por 65 qubits, identifica inúmeras áreas onde você pode aplicar a Computação Quântica.

Além disso, a China melhorou o modelo IBM introduzindo um processador quântico de supercomputação de 66 qubits conhecido como Zuchongzhi que pode executar uma tarefa de amostra em 1,2 horas que um computador clássico poderia levar oito anos para realizar.

E em novembro de 2021, a IBM revelou Águia , o processador quântico mais poderoso com 127 qubits. Até o Google pretende criar um computador quântico com 1 milhão de qubits até 2029.

No entanto, mesmo depois de todos esses desenvolvimentos, suas capacidades exigem uma melhoria tremenda. A computação quântica ainda está em um estágio incipiente. No entanto, gigantes da tecnologia, incluindo Microsoft, Google, IBM e Honeywell, estão construindo computadores quânticos globalmente.

Os aplicativos de computação quântica têm a capacidade potencial de quebrar a criptografia, a tecnologia blockchain e a Internet, mas isso acontecerá em breve? Aqui estão algumas estatísticas sobre a Computação Quântica que devem lhe dar uma ideia sobre seu crescimento.

Estima-se que o mercado global de computação quântica atingir US$ 949 milhões até 2025 , exibindo um CAGR de 43% entre 2020 e 2030. Em 2030, o mercado poderá se expandir para US$ 9 bilhões.

Os EUA sozinhos investiram $ 625 milhões em centros multidisciplinares de Pesquisa em Ciência da Informação Quântica em 2020.

Do que os computadores quânticos são capazes?

Os computadores quânticos funcionam usando as propriedades da física quântica para armazenar dados e realizar cálculos que podem ser vantajosos para tarefas que são impossíveis para computadores convencionais e até supercomputadores de última geração. Os computadores quânticos são capazes do seguinte:

Quebrando criptografia forte *:* Hoje, o mundo usa sistemas de criptografia TLS e VPN que são considerados inexpugnáveis. No entanto, computadores quânticos podem quebrar e expor as camadas de segurança usando o algoritmo de Shor. Enquanto os algoritmos de segurança usados hoje levariam 10 bilhões de anos para serem descriptografados, os algoritmos da Computação Quântica não levariam mais de dez segundos para a tarefa.

Desenvolvimentos acelerados em inteligência artificial *:* Hoje, Machine Learning e Inteligência Artificial são dois dos conceitos mais recentes com as mais altas capacidades tecnológicas possíveis. Nesta era de Big Data, AI-ML ajuda enormemente a análise de dados, além de outras tecnologias e indústrias, como processamento de linguagem natural (NLP), detecção de fraudes online e segurança cibernética, EdTech e comércio eletrônico. E com sua velocidade de cálculo inimaginável, a Computação Quântica tem o potencial de ajudar ML e AI a escalar alturas inimagináveis até agora.

Vantagens nos mercados financeiros *:* A indústria financeira foi uma das primeiras a usar Big Data e cálculos combinatórios para fazer projeções simuladas de movimentos de mercado. Uma vantagem de milissegundos na obtenção de informações de preço é crítica nos mercados financeiros. Hoje, a tecnologia financeira (FinTech) atingiu patamares maiores, abrangendo uma ampla gama de sistemas monetários baseados em Blockchain, como finanças descentralizadas (DeFi) e tokens não fungíveis (NFTs). Com suas velocidades insondáveis, a Computação Quântica pode revolucionar ainda mais o setor financeiro para alcançar muito mais do que já alcançou.

Implicações da Computação Quântica para a Tecnologia Blockchain e Criptomoedas

A criptografia usa os algoritmos matemáticos mais seguros para manter os mais altos níveis de segurança e privacidade. A Computação Quântica promete revolucionar a computação introduzindo enormes velocidades de cálculo que podem potencialmente tornar a criptografia, a tecnologia subjacente por trás da Tecnologia Blockchain e as criptomoedas redundantes.

Além da criptomoeda, o Blockchain é amplamente utilizado em muitas tecnologias de ponta, como FinTech, mercados NFT, DeFi, Metaverse, segurança cibernética, gerenciamento da cadeia de suprimentos, assistência médica, IoT (Internet das Coisas) e gerenciamento de identidade. Um comprometimento da computação quântica na criptografia Blockchain resultaria em um desastre total, pois há muito em jogo globalmente.

Os pontos a seguir mostram as implicações do crescimento da computação quântica para a tecnologia blockchain e criptomoeda.

Criptografia: a base da tecnologia blockchain será abalada?

A IBM introduziu recentemente um processador de 127 qubits, considerado um dos maiores processadores quânticos. O plano é subir para 1.000 qubits até 2023. Com o Google anunciando planos para chegar a um milhão de qubits até 2029, a base da tecnologia blockchain parece estar em uma base fraca. A partir de hoje, um computador convencional levará 300 trilhões de anos para quebrar a criptografia RSA de 2.048 bits. No entanto, um computador quântico com 4.099 qubits podem fazer isso em 10 segundos .

O Bitcoin é quântico-seguro?

Os computadores quânticos atuais são uma ameaça ao Bitcoin? Até o momento, eles não são, mas não se pode dizer sobre o futuro. Com 4.099 qubits suficientes para quebrar o RSA de 2.048 bits em dez segundos, pode-se estremecer ao pensar no que um milhão de qubits do computador do Google poderia fazer se introduzido em 2029, como afirma o Google.

provavelmente pode demorar 317 milhões de qubits para comprometer o bitcoin em uma hora. Uma janela de dez minutos precisará de cerca de dois bilhões de qubits se isso for verdade. Um dispositivo com capacidade de processamento de 2B qubit não estará pronto em breve, pois o mais alto esperado em breve é o plano proposto pelo Google de criar um computador quântico de 1M qubit até 2029, conforme mencionado acima.

Portanto, pode-se dizer que o Bitcoin é quântico seguro a partir de hoje, mas ninguém pode prever o futuro. A internet levou 30 anos para alcançar essa posição do zero.

Quão poderosos são os computadores quânticos para comprometer o bitcoin?

Os computadores quânticos podem funcionar a velocidades inimagináveis. Por exemplo, Algoritmo de Shor é uma preocupação porque pode fatorar grandes números em números primos de dois componentes, cruciais para quebrar a criptografia RSA.

Bitcoin usa SHA-256 , um algoritmo criptográfico que os sistemas atuais consideram impossível de quebrar. No entanto, o Algoritmo de Shor pode, teoricamente, quebrá-lo. A pesquisa mostra que um sistema quântico com 13 milhões de qubits pode quebrar o SHA-256 em 24 horas.

O computador quântico de 1 milhão de qubits proposto pelo Google levará mais sete anos. Uma vez bem-sucedido, a criação de um sistema quântico de 13 milhões de qubits pode não levar muito tempo. Bitcoin e Blockchain estão seguros por enquanto, mas só o tempo pode dizer por quanto tempo. Alguns dos principais atores, como DWS Holdings Inc., pode oferecer conselhos especializados para planejar sua prontidão para computação quântica e impacto em seus investimentos em criptografia.

Pode levar alguns anos para a computação quântica atingir todo o seu potencial

A Computação Quântica está dando seus passos de bebê hoje, mas não demorará muito para começar a voar alto, especialmente considerando a velocidade do avanço tecnológico. Três décadas atrás, ninguém teria sonhado com a ampla internet de hoje, com suas enormes capacidades e possibilidades. É preciso esperar o seguinte no futuro.

A computação quântica tolerante a falhas está distante *:* A IBM apresentou o processador quântico de 127 qubits em 2021. A organização declarou 2023 como o ano para oferecer vantagem quântica . A tecnologia está se desenvolvendo em uma velocidade tremenda. No entanto, a Computação Quântica tolerante a falhas ainda está longe, mas os computadores Noisy Intermediate Scale Quantum (NISQ) podem chegar mais cedo do que o esperado.

Tecnologia Quantum blockchain : Apesar da Quantum Computing estar a muitos anos de tornar a tecnologia Blockchain redundante, há motivos para preocupação, especialmente com a velocidade de desenvolvimento da tecnologia Quantum Computing. A maneira ideal para o Blockchain combater essa ameaça é investir de forma mais agressiva em pesquisa e inventar blockchain quântico tecnologia.

Palavras Finais

Quando a internet foi inventada, ninguém imaginava que tecnologias como o Blockchain poderiam surgir. No entanto, tornou-se uma realidade hoje e revolucionou todos os campos concebíveis vitais para a existência humana.

No entanto, o Blockchain está sob ameaça hoje pela tecnologia emergente da Computação Quântica, pois possui um potencial robusto para tornar redundante a criptografia de alta segurança do Blockchain. Profissionais e especialistas de DWS Holdings Inc. sugerem que isso pode não acontecer em um futuro próximo.

Ainda assim, a tecnologia blockchain deve se reinventar e avançar sua tecnologia de criptografia para o próximo nível e colocá-la fora do alcance da computação quântica. Além disso, em vez de ver a Computação Quântica como uma ameaça, os blockchains devem usar seu potencial e possibilidades para melhorar sua criptografia e aumentar a segurança para níveis mais altos.