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新的量子计算机能否比传统计算机更快地挖掘比特币？答案是肯定的，但必须明确区分理论和实践。量子计算机的计算能力在理论上远高于普通计算机。它们之所以更强大，不仅是因为它们能够在相同的时间间隔内执行比传统计算机更多的操作，而且还因为它们的工作方式不同。 本文中，挖矿网（ wakuang58.com ）小编将跟大家一起探讨量子计算机是否可以用于比特币挖矿呢，是否会威胁到加密货币挖矿行业。
什么是量子计算？
量子计算是一种利用量子力学定律来解决传统计算机无法解决的问题的技术。量子计算机的运行方式不同于经典计算机，后者的逻辑依赖于 仅由两个数字组成的布尔代数，一和零，分别代表电阻器中的“开”或“关”状态。
量子计算机改用量子比特（qubits），它可以以叠加态存在；由于亚原子粒子一次可以以多种状态存在，这使得使用量子计算机执行复杂任务的速度明显快于传统计算机。
量子计算：能力
人们普遍认为，足够强大的量子计算机将有能力轻松破解用于保护比特币等加密货币的加密密钥。
虽然这些加密密钥基于假设无法解决的数学问题，但预计量子计算机将具有解决这些问题的计算能力，从而呈现共识算法，例如工作量证明(PoW)或权益证明(PoS)没用。
加密货币挖矿
加密货币矿工负责验证新交易并将其添加到公共共享分类账中，从而保持主要加密货币链的运行。一旦一个新区块被挖掘出来，它就会被添加到区块链中。区块链基于一系列被迫存在的数学问题，而挖矿涉及为这些任务生成答案；一旦成功，就会创建一个新块。
比特币提供的安全性是人们如此接受的原因之一，因为区块链比传统金融机构更难破解。然而，理论上，如果单个实体超过比特币网络 50% 的计算能力，它可以通过比任何人更快地解决数学问题来控制链上的交易。
量子计算机给比特币挖矿的挑战：
用传统计算机可能还需要120年才能挖完所有尚未开采的比特币，而适合挖矿的量子计算机极有可能在这个时候上市。
量子计算机可能给比特币挖矿带来的问题基本上有两个：
1.他们可以防止传统计算机挖矿，
2.他们可能会在几分钟内提取所有剩余的比特币。
关于第一个问题，没有解决方案，因为传统计算机并没有真正能够与量子计算机抗衡。然而，随着时间的推移，矿工从区块奖励中获得的收入将减少到可能无法弥补成本的程度。事实上，量子计算机的运行成本非常高，从实际的角度来看，主要问题是运营成本高，以及当今的量子计算机仍然只是原型，无法满负荷连续运行。未来用量子计算机挖比特币也未必有利可图。
第二个问题与第一个问题有关，因为只要用量子计算机挖矿是有利可图的，想象有人可以尝试用它们很快地挖出所有剩余的比特币是有道理的，但是当它不再有利可图时，这个情况也将不太可能发生。
然而，如果在未来几年能够真正使用量子计算机来开采比特币，那么第二个问题的严重性将在很大程度上取决于它们的实际计算能力。
量子计算机可以破解比特币吗？
比特币受密码学保护，即数学。如果量子计算机可以破解数学，它能破解比特币吗？
比特币是一种新的货币形式，由密码学保护，而不是对中央机构的信任。当被愚弄时，这意味着比特币受到数学的保护。如果你能破解数学，你就能破解比特币，但自 2009 年推出以来，它一直完美运行，让持有者确信它的密码学是安全的。然而，正如技术的发展使去中心化货币成为可能一样，它也通过新型量子计算机对其密码学提出了生存挑战。问题是，量子计算机可以破解比特币吗？
在充满敌意的世界中，保护信息对安全至关重要，这就是政府大力投资信息情报的原因。历史学家认为，第二次世界大战的结果受到英国破解纳粹用于加密通信的机器“Enigma”的影响。
在数字时代，密码学可以说已成为比物理武器更重要的军备竞赛，这就是为什么国家安全局 (NSA) - 美国政府负责情报的部门 - 开发算法来保护敏感信息的共享。
量子计算对加密货币挖矿构成的威胁
比特币目前采用NSA于2001年引入的SHA-256编码算法。交易被分配了唯一的加密密钥，如果被访问就会显示所有的比特币资产。萨塞克斯大学的研究员马克·韦伯表示，IBM的IBM超级计算机拥有127个量子位，可能会破解比特币算法，同时承认它对于这项任务来说可能也太小了。
其他研究人员假设，一台量子计算机至少需要 3.17 亿个量子比特才能在一两个小时内完成这项任务。IBM超级计算机仍远未达到威胁比特币算法所需的计算能力。
比特币是使用一种称为专用集成电路 (ASIC) 的特殊套件进行开采的，该套件专为采矿设备设计。此外，由于电路采用“拼图友好性”，每个输入都有望返回良好的输出；如果不是，则由整个系统检测到，并通知矿工。
在没有同时通知在该区块上工作的所有其他矿工的情况下，任何计算机都不能开始篡改 ASIC。要破解比特币算法，黑客实体需要接管50%+1的区块挖掘过程。
用户生成的私钥和公钥之间的关系，尤其是方向，也是理解量子计算如何构成威胁的关键。虽然公钥很容易从私钥生成，但反之则不然。可以使用签名验证用户的私钥所有权，而无需使用椭圆曲线签名方案来泄露它。
只能通过使用公钥计算私钥来欺骗这个系统，这对传统计算机来说几乎是不可能的，但对量子计算机来说却很容易。
Peter Shor在1994年的理论论证尤其引人注目，即量子计算机可以解决寻找大数素因数的难题，其速度比所有经典计算机快得多。质因数分解是基于RSA的密码学的核心，它被广泛使用，Shor的算法刺激了国家和私人机构的大量量子计算研究资金。
威胁被夸大了
对量子计算的恐惧源于这样一个事实，即假设使用量子计算机控制一半以上挖矿网络的实体可以将该控制用于任何数量的邪恶目的。另一方面，马里兰大学的Sarma教授表示，由于量子纠错的小事，目前量子计算的概念炒作多于实质。
量子纠错是补偿量子态退相干（由于环境噪声导致的快速消失）的过程。1990年代的科学家认为，由于物理定律允许，这将是一个简单的挑战，但事实证明，这是一项艰巨的任务。
今天最先进的量子计算机仍然有几十个嘈杂的物理量子比特，构建一个可以从这些组件中破解RSA代码的计算机需要数百万甚至数十亿个量子比特。这是因为只有数万个是逻辑量子位并用于计算，而其余的将用于纠错以补偿退相干。
虽然我们目前拥有的量子计算技术代表了一项巨大的科学成就，但我们仍远未达到可以赋予量子计算机实用性或对比特币挖矿构成威胁的计算能力；截至2021年6月，比特币在计算技术方面拥有超过8070万 PetaFLOPS，而IBM的超级计算机刚刚超过442 PetaFLOPS。此外，随着第1900万比特币的发行，比特币的挖矿难度最近跃升至历史新高。
由于只剩下200万个比特币可供开采，因此需要更大的计算能力来开采新的比特币。最后，尽管量子计算还处于早期阶段，但科学家们已经开始开发经典计算机和量子计算机都难以解决的后量子安全算法。
量子计算技术面临的主要问题
虽然量子计算机已经成为现实，但该技术仍处于起步阶段。IBM的量子处理器被称为“Eagle”，被认为是迄今为止世界上最强大的量子计算系统——包含127个量子比特。与在10分钟内破解ECDSA所需的估计19亿个量子比特相去甚远。
事实上，虽然量子计算机的计算能力可能要高得多，与传统计算机的差异将是天文数字。 但这只是理论，到目前为止，还没有证据表明量子计算机真的可以用来挖矿。虽然一些专家认为量子计算可能威胁到加密货币，但其他人则对这种技术的可行性持怀疑态度。尽管如此，该行业仍在大力投资开发必要的硬件和软件，以利用量子计算和其他量子技术。
