«Квантовые деньги» Google могут сделать блокчейн устаревшим

Исследователи Google AI и академики из Техасского университета в Остине и Чешской академии наук работают над системой, обозначенной как «квантовые деньги» — формой валюты, защищенной неизменными законами физики.

Подразделение Google Quantum AI возродило многолетнюю концепцию, которая может подорвать основы цифровой валюты, встроенной в технологию блокчейна на основе реестра. 

Согласно работе, подробно описанной в новом исследовании получивший название «Анонимные квантовые токены с классической верификацией», цифровые деньги могут существовать безопасно без опоры на технологию, которую используют Bitcoin и большинство криптовалют в настоящее время.

Основной принцип блокчейна, сопоставимый с квантовыми деньгами

С тех пор как был опубликован белый лист Bitcoin более десяти лет назад, блокчейн-технологий обеспечил архитектуру для глобальной экосистемы цифровой валюты. Его распределенный реестр записывает каждую транзакцию навсегда и прозрачно, предотвращая подделку и двойное расходование автоматически, вне контроля какого-либо центрального органа. 

Однако новый квантовый фреймворк Google может сделать эту сложную инфраструктуру ненужной. «Квантовые деньги», как сообщается, решают ту же фундаментальную проблему обеспечения невозможности дублирования или подделки цифровых токенов, но делают это с помощью квантовой механики. 

Концепция основана на квантовой теории, известной как теорема о запрете клонирования, которая утверждает, что физически невозможно сделать точную копию неизвестного квантового состояния. Если единица валюты будет представлена в виде квантового состояния, любая попытка ее дублирования потерпит неудачу.

«Если бы у вас была купюра в $1, которая на самом деле была квантовым состоянием, вы могли бы доказать, основываясь на свойствах квантовой механики, что копирование такого состояния невозможно. Вы могли бы добиться успеха лишь с очень малой вероятностью», — сказал Дар Гилбой, исследователь Google Quantum AI и соавтор исследования.

Квантовые технологии возвращаются к видению 1960

Идея квантовой безопасности была впервые предложена в 1969 году физиком Стивеном Визнером, который широко описал метод чеканки «квантовых денег с закрытым ключом», которые невозможно подделать. 

Работа Визнера, опубликованная в 1983 году, представляла каждую банкноту как уникальное квантовое состояние, связанное с серийным номером, который мог проверить только выпускающий монетный двор. Он инициировал интерес, который привел к дальнейшим разработкам, изучавшим возможность квантовых денег с открытым ключом или токенов, которые любой мог бы проверить без обращения к эмитенту. 

Однако модели, включая предложенные теоретическим компьютерным ученым Скоттом Арронсоном, были менее применимы и в значительной степени небезопасны. С тех пор исследователи переключились на «схемы без коллизий», где каждая квантовая банкнота имеет уникальный серийный номер, который невозможно дублировать даже монетному двору, предотвращая чрезмерный выпуск валюты.

«Мы не решаем одну и ту же проблему», — сказал Гилбой. «То, что мы делаем, не децентрализовано, поэтому это не совсем аналог криптовалют в каком-либо сильном смысле. Теорема о запрете клонирования дает нам надежду, что квантовая информация может быть использована в качестве основы для более совершенного вида денег.

В предложении Google обсуждается наличие доверенного центрального эмитента, такого как банк или государственное учреждение, ответственного за создание и проверку квантовых токенов. В отличие от современных фиатных систем, эмитент не имел бы возможности отслеживать, как деньги циркулируют. 

Пользователи могут выполнить «тест обмена» на своих токенах, чтобы обнаружить, маркирует или отслеживает ли эмитент их тайно. «Если они не идентичны, это означает, что банк может отслеживать вас. Любая попытка банка тайно маркировать свои деньги будет мгновенно раскрыта», — объяснил Гилбой.

В конце октября квантовая исследовательская группа Google объявила, что ее последний квантовый компьютер достиг вычислительного прорыва, выполнив задачу, выходящую за рамки возможностей классических машин.

Алгоритм вычислил структуру молекулы и работал в 13 000 раз быстрее обычных компьютеров, продемонстрировав то, что ученые называют «квантовым преимуществом». 

У квантовых технологий есть свои обещания, но и больше ограничений

Согласно Винфриду Генсингеру, профессору квантовых технологий в Университете Сассекса, эксперимент выполнил задачу, которая явно невозможна для классических машин, но до реальных приложений пока далеко.

Даже Google признала, что практические квантовые компьютеры, способные выполнять крупномасштабные вычисления и поддерживать такие технологии, как квантовые деньги, все еще находятся в нескольких годах от реализации. Полностью отказоустойчивые машины потребовали бы сотни тысяч кубитов, что далеко за пределами того, что могут выдержать экспериментальные системы.