ชิป Willow ของ Google (Source:reversepcb)

การเปิดตัวชิป Willow ของ Google (ที่มา:reversepcb)

"ความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีได้เปลี่ยนคอมพิวเตอร์ควอนตัมจากแนวคิดทางทฤษฎีไปสู่ความเป็นจริงในทางปฏิบัติ การเปิดตัวชิปควอนตัม Willow ของ Google ในเดือนธันวาคม 2024 ได้รับความสนใจอย่างกว้างขวาง ชิปนี้นับเป็นก้าวกระโดดที่สําคัญในความสามารถในการคํานวณและแนะนําความท้าทายที่อาจเกิดขึ้นกับระบบการเข้ารหัสที่มีอยู่ ในบทความนี้เราจะเจาะลึกหลักการของการประมวลผลควอนตัมสํารวจความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่แสดงโดยชิป Willow ของ Google ตรวจสอบแอปพลิเคชันที่มีศักยภาพประเมินภัยคุกคามที่เกิดขึ้นกับ cryptocurrencies และหารือว่าอุตสาหกรรมสกุลเงินดิจิทัลควรเตรียมพร้อมสําหรับความท้าทายที่เกิดขึ้นใหม่นี้อย่างไร

Quantum Computing คืออะไร?

คอมพิวเตอร์ควอนตัมเป็นวิธีการคำนวณนวักใหม่ที่เกิดจากหลักการของกลศาสตร์ควอนตัม โดยใช้คิวบิตควอนตัมหรือคิวบิตเพื่อทำการคำนวณ ต่างจากบิตทวิภาคฐานที่เป็นไบนารีคลาสสิคที่แทนด้วย 0 หรือ 1 คิวบิตสามารถอยู่พร้อมกันในสถานะเฉพาะเฉพาะของทั้งสองสถานะและแสดงความสัมพันธ์ที่ซับซ้อนผ่านการผูกพันควอนตัม

คุณสมบัติที่ไม่เหมือนใครนี้ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถแก้ปัญหาที่เฉพาะเจาะจงได้ด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้นอย่างกะทัดรัด ตัวอย่างเช่นงานเช่นการแยกตัวประจำตัวที่อาจใช้เวลาหลายล้านปีสำหรับคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิม อาจเสร็จสิ้นได้โดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมในเวลาไม่กี่วินาทีหรือนาที ความสามารถเช่นนี้มีผลกระทบอย่างหลงใหลในการเข้ารหัสข้อมูลและความคิดทางวิทยาศาสตร์ในยุคปัจจุบัน ซึ่งนำเสนอโอกาสและความท้าทาย

ทำไมคอมพิวเตอร์ควอนตัมเร็วกว่าซุปเปอร์คอมพิวเตอร์?

ประโยชน์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัมมาจากหลักการสามของกลศาสตร์ควอนตัม

1. ความสับสน:

   • บิตควอนตัมเดียวสามารถอยู่ในสถานะ 0 และ 1 ได้พร้อมกัน ซึ่งหมายความว่าบิตควอนตัม n สามารถแสดงสถานะที่เป็นไปได้ 2^n สิ่งนี้ช่วยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถสํารวจความเป็นไปได้หลายอย่างพร้อมกันปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก

2. พัวพัน:

   • ควอนตัมเอ็นแทงเกิลทำให้ควอนตัมบิตสองตัวสามารถมีสถานะที่สัมพันธ์กันอย่างมาก แม้ว่าจะห่างกันไกล คุณลักษณะนี้ทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างรวดเร็วในขณะทำงานหลายคิวบิต ลดความล่าช้า

3. การแทรกแซง:

   • คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจัดการเฟสของสถานะควอนตัมเพื่อเพิ่มโอกาสในการตอบที่ถูกต้องในขณะที่ลดความน่าจะเป็นของคําตอบที่ไม่ถูกต้อง ความสามารถนี้ช่วยเพิ่มทั้งความเร็วและความแม่นยําของการคํานวณ

ถ้าการคำนวณควอนตัมถูกเปรียบเทียบกับกระบวนการแก้ปัญหาของหลอดเลือด ซีพียูเดิมๆ สามารถพยายามแต่ละเส้นทางได้ทีละทางเท่านั้น ในขณะที่ จีพียูสามารถส่งผู้ตรวจสอบพันล้านคนลงไปในเส้นทางต่างๆ พร้อมกัน แต่คอมพิวเตอร์ควอนตัมก็จะเหมือนมีคลังเงาที่ไม่นับถือไปสำรวจเส้นทางทุกเส้นทางพร้อมกันจนกว่าจะพบทางออก

การ突破ทางเทคโนโลยีชิป Willow ของ Google

ความสำเร็จสองประการที่สำคัญที่สุดของชิป Willow ของ Google คือดังนี้:

• Willow สามารถลดข้อผิดพลาดอย่างเร็วเป็นลำดับการแก้ไขข้อผิดพลาดในควอนตัมที่เป็นการท้าทายสำคัญซึ่งได้รับการค้นหามาเกือบ 30 ปีในวงการนี้
• Willow ทำการคำนวณเบนช์มาร์คมาตรฐานเสร็จสิ้นในไม่เกินห้านาที งานที่เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในปัจจุบันใช้เวลา 10 กวีนติลเยียร์ (1025 ปี)—ตัวเลขที่เกินอายุของจักรวาลอย่างมาก

ความก้าวหน้าล่าสุดของ Google ในด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมมุ่งไปที่ชิป Willow โดยเปรียบเทียบกับชิป Sycamore ก่อนหน้านี้ ชิป Willow มีคุบิต 105 คู่เทียบกับคูบิตของ Sycamore อยู่ที่ 2 เท่า อย่างไรก็ตาม ความก้าวหน้าที่แท้จริงอยู่ที่จำนวนคูบิตและคุณภาพของมัน เวลาโคเฮเรนซ์ของคูบิตของ Willow ที่รู้จักในนาม T1 time ได้ปรับปรุงอย่างมีนัยยะเพิ่มขึ้นโดยราว 5 เท่า เมื่อเปรียบเทียบกับชิปก่อนหน้านี้ การปรับปรุงนี้ช่วยให้คูบิตสามารถเก็บข้อมูลไว้เป็นระยะเวลานานขึ้น ซึ่งแน่นอนว่าเป็นปัจจัยสำคัญในการรักษาความแม่นยำและความเสถียรภาพ ไม่ใช่เพียงการเพิ่มมาตราส่วนอย่างมีนัยยะ

ก่อนหน้านี้ปัญหาหลักของคิวบิตคือความบอบบางของพวกเขา หนึ่งในความท้าทายที่สำคัญในการคำนวณควอนตัมคือคิวบิตที่อ่อนไหวมากต่อการแทรกแซงจากภายนอก ซึ่งทำให้อัตราข้อผิดพลาดสูง (อัตราข้อผิดพลาดเพิ่มขึ้นอย่างรุนแรงเมื่อเพิ่มคิวบิตมากขึ้น) ชิป Willow นำเสนอเทคโนโลยีที่เรียกว่า Surface Code Error Correction ซึ่งรวมคิวบิตทางกายภาพเข้าด้วยกันให้กลายเป็นคิวบิตตรรกะที่เสถียรมากขึ้น ลดโอกาสของข้อผิดพลาดอย่างมีนัยสำคัญ นี้เป็นการแก้ไขปัญหาหลักที่ยังคงทำให้ประสบปัญหามาเป็นเวลาเกือบ 30 ปีในวงการคำนวณควอนตัม

ชิป Willow ใช้ประโยชน์จากคิวบิตตั้งตัวที่ทำให้สามารถแก้ไขตนเองและลดอัตราข้อผิดพลาดอย่างมาก ส่วนสำคัญของเทคโนโลยีนี้คือการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม (QEC)

จูลี่แคลลี้, ผู้อำนวยการด้านฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ควอนตัม, แนะนำ Willow และความสำเร็จของมัน (ที่มา:youtube)

Quantum Error Correction คืออะไร?

Quantum Error Correction (QEC) เป็นวิธีการที่ใช้ในการแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการทํางานของคอมพิวเตอร์ควอนตัม เนื่องจากคิวบิตมีความไวสูง—เพียงแค่แสงหลงทางอาจทําให้เกิดข้อผิดพลาดในการคํานวณได้—เทคนิคการแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมจึงเป็นสิ่งจําเป็นในการลดอัตราข้อผิดพลาด

ไม่เหมือนคอมพิวเตอร์แบบดั้งเดิมที่ใช้การตรวจสอบความสมดุลเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด คอมพิวเตอร์ควอนตัมไม่สามารถวัดสถานะของคิวบิทเดียวเพื่อตรวจจับข้อผิดพลาดโดยตรง แทนที่นั้น QEC ใช้คิวบิททางกายภาพหลายตัวเพื่อสร้างคิวบิทตรรกะ แม้กระทั่งบางคิวบิททางกายภาพถูกรบกวน ระบบก็ยังสามารถ rec ค่าข้อมูลที่ถูกต้อง ให้ความหมายในทางง่ายๆ ข้อมูลถูกกระจายไปทั่วคิวบิทหลายตัว แทนที่จะเข้มข้นในคิวบิทเดียว ดังนั้น แม้ว่าบางส่วนของคิวบิทถูกรบกวน คิวบิทที่เหลือก็ยังสามารถให้ข้อมูลเพียงพอเพื่อแก้ไขข้อผิดพลาด

นักวิจัยที่ Google ค้นพบว่าด้วยการแนะนําคิวบิตเพิ่มเติมและดําเนินการแก้ไขข้อผิดพลาดแบบเรียลไทม์พวกเขาสามารถลดอัตราข้อผิดพลาดได้อย่างมาก พวกเขาตีพิมพ์ความก้าวหน้านี้ในนิตยสาร Nature ฉบับล่าสุดโดยอธิบายว่าเป็นความคืบหน้าที่ "ต่ํากว่าเกณฑ์" ซึ่งหมายความว่าเมื่อจํานวนคิวบิตเพิ่มขึ้นอัตราข้อผิดพลาดจะลดลงแบบทวีคูณซึ่งนับเป็นก้าวสําคัญในประวัติศาสตร์ของการประมวลผลควอนตัม

การประยุกต์ของคอมพิวเตอร์ควอนตัม

การพัฒนายาและวิทยาศาสตร์วัสดุ

คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจำลองโครงสร้างโมเลกุลเพื่อช่วยนักวิจัยทำนายปฏิกิริยาโมเลกุลได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งจะทำให้การค้นพบยาและวัสดุใหม่เร็วขึ้น

• การออกแบบยา: คอมพิวเตอร์ควอนตัมถือเป็นเครื่องมือที่มีศักยภาพในการปฏิวัติการออกแบบยาด้วยการจำลองกระบวนการพับโปรตีนซึ่งช่วยเร่งกระบวนการพัฒนายาต้านมะเร็งหรือวัคซีนอย่างมีนัยยะมาก ตัวอย่างเช่น ในช่วงการพัฒนาวัคซีน COVID-19 คอมพิวเตอร์ควอนตัมมีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์โครงสร้างโปรตีน เทคโนโลยีที่ได้รับแรงบันดาลจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมของฟูจิซุ สามารถคัดกรองโมเลกุลในปริมาณล้านๆ และระบุสารเคมีที่มีศักยภาพในการเป็นยาได้ในเวลาเพียงแค่ 8 สัปดาห์ ลดระยะเวลาการค้นพบยาที่ต้องใช้เป็นปกติอย่างมาก
• วิทยาศาสตร์วัสดุ: วิจัยวัสดุสายพลังงานใหม่หรือเทคโนโลยีแบตเตอรี่รุ่นถัดไปเพื่อเสริมประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า

การโมเดลสภาพอากาศและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อม

คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจำลองกระบวนการที่ซับซ้อนของการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศเพื่อช่วยนักวิจัยเข้าใจการเปลี่ยนแปลงทางสิ่งแวดล้อมและหาวิธีการ

• การจําลองสภาพภูมิอากาศ: การคาดการณ์แนวโน้มภาวะโลกร้อนในอนาคตและการให้ข้อมูลเพื่อสนับสนุนการกําหนดนโยบายการลดการปล่อยมลพิษ
• การเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายพลังงาน: ช่วยนักวิจัยในการออกแบบระบบโครงข่ายไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายพลังงานและลดของเสีย ตัวอย่างเช่น ฟูจิตสึร่วมมือกับท่าเรือฮัมบูร์กเพื่อใช้การประมวลผลที่ได้รับแรงบันดาลใจจากควอนตัมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสัญญาณจราจรในพื้นที่ท่าเรือ สิ่งนี้จะช่วยลดความแออัดและมลพิษซึ่งนําไปสู่การใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

พลังงานใหม่และนิวเคลียร์ฟิวชัน

คอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถจำลองพฤติกรรมของอะตอมและโมเลกุลได้ ทำให้การวิจัยเรื่องเทคโนโลยีนิวเคลียร์ฟิวชันและการพัฒนาระบบพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น:

• การจำลองปฏิกิริยาการเชื่อมนิวเคลียร์: คอมพิวเตอร์ควอนตัมช่วยนักวิจัยในการเข้าใจเงื่อนไขที่ซับซ้อนที่ต้องการสำหรับปฏิกิริยาการเชื่อมนิวเคลียร์ มีบทบาทสำคัญในการเร่งความเป็นจริงของการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่สะอาด
• การปรับปรุงเทคโนโลยีแบตเตอรี่: โดยจำลองปฏิกิริยาทางเคมีในระดับโมเลกุล คอมพิวเตอร์ควอนตัมช่วยออกแบบแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นได้ เช่น เดย์มเลอร์ร่วมมือกับ IBM ใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมจำลองพฤติกรรมของโมเลกุลกำมะถันซฟุลเรีย เพื่อช่วยในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเทียม-ซัลเฟอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและใช้งานได้นานขึ้น

การขนส่งและโลจิสติกส์

• การจัดตารางการบิน: IBM ใช้การประมวลผลควอนตัมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการฝูงบินการมอบหมายลูกเรือและปัจจัยผู้โดยสารพร้อมกันโดยนําเสนอโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสูงสุดสําหรับการเร่งการกู้คืนการดําเนินงานการบิน
• การผลิตรถยนต์: ฟูจิตสึร่วมมือกับโตโยต้าโดยใช้เทคโนโลยีการหลอมแบบดิจิทัลเพื่อคํานวณเส้นทางการจราจรแบบเรียลไทม์ ซึ่งช่วยลดต้นทุนด้านโลจิสติกส์และปรับปรุงประสิทธิภาพการดําเนินงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ฮาร์ทมุต เนเวน, ผู้ก่อตั้ง Google Quantum AI, ชี้แจงว่าการเปิดตัวชิป Willow เป็นการเคลื่อนไหวที่สำคัญสำหรับการคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่เหมาะสมทางธุรกิจ ในขณะที่เทคโนโลยียังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่มีรากฐานเพื่อแก้ปัญหาในโลกแห่งความจริงในอนาคต

อุปภัทรคอมพิวเตอร์ควอนตัมต่อคริปโตคอร์เรนซี

เนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังคงเริ่มต้นที่จะพัฒนาต่อไป มันนำเสนอความท้าทายที่ไม่เคยเป็นมาก่อนสำหรับความปลอดภัยของคริปโตเคอร์เรนซี ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่ของคริปโตเคอร์เรนซีพึ่งอยู่กับวิธีการเข้ารหัสแบบกุญแจสาธารณะแบบดั้งเดิม เช่น วิธีการเข้ารหัสแบบเคอร์ฟร์ที่เป็นวงกลม (ECC) และฟังก์ชันการแฮช SHA-256 อย่างไรก็ตาม พลังการคำนวณอย่างมากของคอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจสามารถทำลายมาตรฐานการเข้ารหัสเหล่านี้โดยสิ้นเชิง

1. ความเสี่ยงของการถอดรหัสการเข้ารหัสด้วยกุญแจสาธารณะ

• วิธีเข้ารหัสกุญแจสาธารณะแบบดั้งเดิม เช่น RSA และ ECC ขึ้นอยู่กับความยากลำบากของปัญหาเช่น การแยกปัจจัยจำนวนเฉพาะและลอการิทึมไม่ต่อเนื่องเพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัย
• อัลกอริธึมของ Shor ของ Quantum computing สามารถแก้ปัญหาเหล่านี้ได้เร็วขึ้นอย่างทวีคูณทําให้วิธีการเข้ารหัสในปัจจุบันมีช่องโหว่ สิ่งนี้อาจทําให้แฮกเกอร์สามารถหลีกเลี่ยงมาตรการรักษาความปลอดภัยเข้าถึงคีย์ส่วนตัวของผู้ใช้และประนีประนอมสินทรัพย์ดิจิทัลของพวกเขา

2. ความเสี่ยงของอัลกอริทึมแฮช

• Proof-of-work (PoW) mechanism ของ Bitcoin พึงพอใจในการใช้ฟังก์ชันการทำแฮช SHA-256 เพื่อให้ความปลอดภัยในการทำธุรกรรม
• อัลกอริทึมของ Grover ในคอมพิวเตอร์ควอนตัมสามารถเร่งความเร็วของการถอดรหัส SHA-256 ได้โดยปัจจัยรากที่สอง แม้ว่าสิ่งนี้จะไม่สามารถทำลายข้อมูลเชิงสาธารณะเหมือนอัลกอริทึมของ Shor ที่ใช้ในการเข้ารหัสแบบกุญแจสาธารณะ แต่ก็ยังสามารถทำให้ความปลอดภัยของสกุลเงินดิจิตอลอ่อนแอได้

3.ปัญหาด้านความปลอดภัยของธุรกรรม

• รายละเอียดการทำธุรกรรมถูกบันทึกไว้สาธารณะบนบล็อกเชนในสกุลเงินดิจิตอลเช่นบิตคอยน์ มัจจุราชอาจใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัมเพื่อแยกคีย์ส่วนตัวของธุรกรรมที่ยังไม่ได้รับการยืนยันเพื่อเปิดใช้ธุรกรรมที่ไม่ได้รับอนุญาต
• ความเสี่ยงที่ "โจมตีก่อน ยืนยันภายหลัง" นี้ ทำให้สินทรัพย์ดิจิทัลเสี่ยงต่ออันตราย และอาจทำลายความเชื่อถือและความน่าเชื่อถือโดยรวมของเครือข่ายบล็อกเชน

ตามรายงานจากสถาบันฮัดสันหากคอมพิวเตอร์ควอนตัมประสบความสําเร็จในการทําลายความปลอดภัยของ Bitcoin อาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียตลาดมากกว่า 3 ล้านล้านดอลลาร์ซึ่งอาจก่อให้เกิดความวุ่นวายในตลาดการเงินโลก ความเสี่ยงนี้จะเพิ่มขึ้นเมื่อ Bitcoin และ cryptocurrencies อื่น ๆ ยังคงได้รับการยอมรับในกระแสหลักในฐานะสินทรัพย์การลงทุน อย่างไรก็ตามการวิจัยระบุว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทรงพลังพอที่จะทําลายการเข้ารหัสของ Bitcoin ยังคงอยู่ห่างออกไปอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษ อย่างไรก็ตามเรื่องนี้ภัยคุกคามยังคงเป็นความกังวลในระยะยาว หากชุมชนการพัฒนา Bitcoin ไม่สามารถอัปเดตโปรโตคอลความปลอดภัยได้ทันเวลาอาจเผชิญกับความเสี่ยงที่สําคัญในอนาคต ในขณะที่เทคนิคการเข้ารหัสปัจจุบันของ cryptocurrencies ยังคงมีประสิทธิภาพในสภาพแวดล้อมการประมวลผลแบบดั้งเดิม แต่พลังการคํานวณของคอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจทําลายความสมดุลนี้ได้ในที่สุด

กลยุทธ์และทิศทางสำหรับสกุลเงินดิจิทัลในการตอบสนองต่อคอมพิวเตอร์ควอนตัม

เนื่องจากคอมพิวเตอร์ควอนตัมก้าวหน้า ชุมชนสกุลเงินดิจิทัลและสถาบันวิจัยกำลังสำรวจกลยุทธ์ในการป้องกันสินทรัพย์ดิจิทัลและให้ความมั่นคงของเทคโนโลยีบล็อกเชน กลยุทธ์เหล่านี้รวมถึงการอัพเกรดเทคนิคการเข้ารหัสลับ เสริมโปรโตคอลบล็อกเชน เสริมมาตรการความปลอดภัยของธุรกรรม สร้างกฎระเบียบและมาตรฐาน เช่นเดียวกับการสร้างกรอบการติดตามและร่วมมือในระยะยาว

การพัฒนาการเข้ารหัสโพสต์ควอนตัม (PQC)

เหมือนกับที่กล่าวถึงมาก่อน โดยที่เทคโนโลยีการเข้ารหัสปัจจุบัน (เช่น RSA และ ECC) อาจถูกล้มเหลวได้โดยคอมพิวเตอร์ควอนตัม การพัฒนากระบวนการเข้ารหัสหลังควอนตัม (PQC) กลายเป็นจุดสนใจสำคัญ สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติ (NIST) กำลังนำทำความคิดเห็นที่จะจัดสรรมาตรฐานการเข้ารหัสหลังควอนตัม ซึ่งรวมถึง:

• การเข้ารหัสที่ใช้กริด: เทคนิคเช่น Kyber และ NTRU ซึ่งใช้ทฤษฎีกริดเพื่อให้ความปลอดภัย ได้รับการเลือกโดย NIST เป็นมาตรฐานทางการเข้ารหัสหลังจากควอนตัม
• การเข้ารหัสที่ใช้ฟังก์ชันแฮช: ตัวอย่างเช่น SPHINCS+ ที่เหมาะสำหรับลายเซ็นดิจิทัลและมีการป้องกันที่เข้มงวดต่อการโจมตีจากคอมพิวเตอร์ควอนตัม
• การเข้ารหัสหลายตัวแปรพื้นฐาน: วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนในการแก้สมการหลายตัวแปรเพื่อรักษาความมั่นคง

การอัปเกรดโปรโตคอลบล็อกเชนและการรวมเทคโนโลยี

นอกจากการพัฒนาเทคนิคการเข้ารหัสใหม่ ๆ แล้ว โปรโตคอลบล็อกเชนต้องอัปเกรดเพื่อตอบสนองต่อความต้องการด้านความปลอดภัยในยุคควอนตัม โปรเจกต์บล็อกเชนชั้นนำกำลังศึกษาเทคโนโลยีต่อไปนี้ในปัจจุบัน:

• บิตคอยน์: ชุมชนกำลังสืบสวนวิธีการรวมลายเซ็นต์หลังควอนตัม (เช่น ลามพอร์ต และ วินเทอร์นิทซ์) เข้ากับเครือข่ายบิตคอยน์เพื่อรักษาความปลอดภัยของธุรกรรม
• Ethereum: กำลังทำการวิจัยเทคโนโลยีพิสูจน์ศูนย์ความจริง เช่น zk-SNARKs และ STARKs ซึ่งจะเสริมความเป็นส่วนตัวและลดความขึ้นอยู่กับเทคนิคการเข้ารหัสแบบดั้งเดิม
• บล็อกเชนที่ต้านทานควอนตัม: โครงการเช่น Quantum-Resistant Ledger (QRL) และ QANplatform มุ่งเน้นการพัฒนาเทคโนโลยีบล็อกเชนที่ต้านทานการโจมตีจากควอนตัม เพื่อป้องกันความปลอดภัยของธุรกรรมและข้อมูลในระดับสถาปัตยกรรม
• การปรับปรุงกลไกการตกลงบล็อกเชน: การนำเสนออัลกอริทึมการตกลงใหม่ เช่น การพิสูจน์ควอนตัมที่ต้านทาน (PoS) มีเป้าหมายที่จะให้ความมั่นคงยาวนานและความปลอดภัยของระบบที่ไม่มีความสามารถในหน้าที่ของอุปสรรควอนตัม

เสริมความปลอดภัยของธุรกรรมและกุญแจส่วนตัว

โดยมีศักยภาพที่จะทำให้ระบบคริปโตโตย่าที่เป็นปกติได้รับความเสียหาย จึงเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องเสริมความปลอดภัยของการทำธุรกรรมที่เกี่ยวกับสกุลเงินดิจิตอลและกุญแจส่วนตัว

• เทคโนโลยีลายเซ็นมัลติ: นี้ต้องการคีย์ส่วนตัวหลายตัวเพื่ออนุญาตให้การทำธุรกรรม เพิ่มความปลอดภัยและลดความเสี่ยงของจุดที่เป็นจุดชัย
• Threshold Signature Scheme (TSS): วิธีนี้แบ่งกุญแจส่วนตัวเป็นส่วนๆ ที่กระจายอยู่บนอุปกรณ์หลายตัว ซึ่งทำให้มันยากขึ้นสำหรับผู้แฮกเกอร์ที่จะบุกรุกกุญแจเดียวโดยใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม
• การลดเวลาการยืนยันธุรกรรม: โดยการปรับปรุงประสิทธิภาพของเครือข่าย จะสามารถลดเวลาในการยืนยันธุรกรรม ลดเวลาที่คีย์ส่วนตัวต่อเน็ตเวิร์ก

การกำหนดกฎระเบียบและมาตรฐาน

• การพัฒนามาตรฐานระดับโลก: หน่วยงานของรัฐบาลและองค์การระหว่างประเทศ เช่น NIST และ ISO ควรร่วมมือกับบริษัทเทคโนโลยีเพื่อสร้างมาตรฐานการเข้ารหัสหลังควอนตัมที่เป็นไปได้ ความพยายามร่วมกันนี้จะช่วยให้มั่นใจว่ามีการเสริมสร้างมาตรฐานความปลอดภัยระดับโลกภายในตลาดสกุลเงินดิจิตอล
• กฎระเบียบสำหรับความเสี่ยงทางควอนตัม: หน่วยงานกำกับดูแลควรใช้แนวทางที่กำหนดให้แลกเปลี่ยนเงินดิจิตอลและผู้ให้บริการกระเป๋าเงินต้องนำเสนอกลไกที่ทนทานต่อควอนตัม การเข้มงวดกฎระเบียบเหล่านี้จะมีความสำคัญในการปกป้องผลประโยชน์ของนักลงทุน

สรุป

การพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมได้มาถึงขั้นตอนสําคัญด้วยชิป Willow ของ Google ทําให้เราเข้าใกล้ยุคควอนตัมมากขึ้น แม้ว่านี่จะเป็นการก้าวกระโดดทางเทคโนโลยี แต่ก็เป็นภัยคุกคามที่สําคัญต่อความปลอดภัยของสกุลเงินดิจิทัลและระบบการเงิน ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทําลายการเข้ารหัสของ Bitcoin อาจยังอยู่ห่างออกไป 10 ถึง 20 ปี แต่การแข่งขันกําลังดําเนินอยู่ อาร์เธอร์ เฮอร์แมน นักวิจัยจากสถาบันฮัดสัน ได้เตือนว่า การโจมตีด้วยการแฮ็กควอนตัมนั้นคล้ายกับระเบิดเวลา เมื่อเกิดขึ้นอาจส่งผลให้เกิดการสูญเสียมูลค่าตลาดสูงถึง 3 ล้านล้านดอลลาร์และอาจก่อให้เกิดวิกฤตการณ์ทางการเงิน เมื่อมูลค่าของ Bitcoin เข้าใกล้ $100,000 มันจะกลายเป็นเป้าหมายที่น่าสนใจมากขึ้นสําหรับแฮกเกอร์ มันจะเป็นสิ่งสําคัญสําหรับชุมชนบล็อกเชนสถาบันการศึกษาและหน่วยงานกํากับดูแลของรัฐบาลในการร่วมมือกันในการพัฒนาการเข้ารหัสหลังควอนตัม (PQC) และการอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐานบล็อกเชนที่มีอยู่ซึ่งจะช่วยปกป้องสินทรัพย์ดิจิทัล ในการแข่งกับเวลานี้ผู้ที่ทําตามขั้นตอนเชิงรุกจะอยู่ในตําแหน่งที่ดีที่สุดที่จะเติบโตในยุคควอนตัม