來自紐西蘭惠靈頓維多利亞大學的兩位研究人員提出了一種新的量子區塊鏈技術，透過利用跨時間的量子糾纏，可以極大地增強未來在量子網路上執行的系統，並保證其安全性。
資深作家馬特·維瑟(Matt Visser)也是著名的數學家和宇宙學家，他的著作有《人工黑洞》(Artificial Black Holes)和《洛倫茲蟲洞》(Lorentzian Wormholes)。IEEE Spectrum分析師 Rajan說：“雖然以前有使用量子區塊鏈，但區塊鏈本身從來就不是量子。”“我們正在呈現第一個完全的量子區塊鏈。”“預計到2027年，全球GDP的10%可以儲存在區塊鏈技術上，”Rajan補充道。因此，尋找提高區塊鏈網路安全性的方法是至關重要的。Visser和Rajan確信，他們的量子區塊鏈概念會允許對所有記錄和交易進行防水防篡改。這兩位科學家建議在不同時共存的光子之間使用量子糾纏。量子糾纏是困擾愛因斯坦的一種“遠距離額幽靈般的行為”，它表明了有著共同起源或在過去曾發生過相互作用的遠端量子粒子之間的相互關係。糾纏的非局域關聯似乎是瞬間的，或者至少它比其他物理互動傳播的速度要快得多。特別是在研究實驗室中反覆確認，由於粒子之間的糾纏太過遙遠以至於不能以光速來交換訊號。結果表明，糾纏在一起的粒子的狀態會以微妙的方式影響其他粒子的狀態。然而，根據目前的科學共識，糾纏相關性不能用於傳送比光速快的訊號，而糾纏的重要實際應用包括量子計算和量子加密貨幣學。對於加密貨幣學來說，糾纏是一把雙刃劍。一方面，基於糾纏量子位的未來量子計算機——經典零態和一種狀態的量子疊加中的物理量子位元有望打破當今最強的加密貨幣技術。但是，量子資訊科技是由擁有鉅額預算的實體積極追求的，包括美國和中國政府，以及IBM、英特爾和微軟在內的科技巨頭。美國國家標準技術研究所(NIST)最近釋出的一份報告指出，在不久的將來可以開發的實用的量子計算機，將能夠極大地削弱現有的加密貨幣計算方法。這可能導致需要更改或更新今天的區塊鏈系統中使用的加密技術。該報告提供了一份來自NIST 2016年“量子加密貨幣報告”的表格，描述了量子計算對常用加密貨幣演算法的影響。綜上所述，RSA、橢圓曲線加密學(ECDSA和ECDH)和有限域加密學(DSA)應該被人們認為是不安全的了。AES、SHA-2和SHA-3應該使用更大的計算能力。另一方面，雖然量子糾纏使強大的量子計算機能夠很快突破今天最好的加密計算能力，但它也使量子加密貨幣學具有無法破解的安全性，這是由量子物理本身所能夠保證的。量子區塊鏈技術利用相互糾纏的關聯來檢測竊聽者截獲加密金鑰的企圖。如果量子糾纏聽起來很怪異，那麼時間糾纏聽起來就更奇怪了。結果表明，非局域糾纏關聯不僅跨越空間，而且跨越時間。Visser和Rajan的基本思想是將資料編碼在量子粒子上，麻省理工學院技術評論解釋道。“這將成為第一個量子區塊鏈。當有更多的資料可用時，這將與來自第一個粒子的資料結合在一起，在量子操作中將其與第二個粒子糾纏在一起。然後丟棄前者，使第一個事務塊的記錄與第二個事物塊的記錄進行合併。可以用同樣的方式新增來自第三個塊的資料，從而建立一個鏈。”Visser和Rajan注：“在我們的量子區塊鏈中，我們可以把我們的編碼將當前記錄連結到一個塊中，而不是連結到過去的記錄。攻擊者甚至不能嘗試訪問先前的光子，因為它們已經不存在了。”因此，時間糾纏比在空間糾纏具有更大的安全效益。Rajan總結道：“這就是將過去事務的記錄被編碼到一個跨時間傳播的量子態中。”“這項工作可以看作是一個量子時間機器，”Visser補充道。這聽起來可能像是科幻小說，但它得到了堅實的科學和現有技術的支援。所有設計的子系統已經被證明是實驗過了的。此外，研究者表明：建立高度安全的交易網路的實際應用也可能會引起政府和公司的興趣。量子區塊鏈不能在當今商業通訊網路之上實現，因為這些網路不是為處理量子資訊而設計的。然而，Visser和Rajan強調，目前在建立一個全球量子網路方面正在取得重大進展。最近發表在《自然光子學》雜誌上的一篇評論文章說：“我們已經到了這樣的地步，所要面臨的問題不再是我們是否將建立一個全球量子網路，而是何時以及如何實現它了。”在強大的國家行動者中，中國正在研製量子金鑰分配衛星和一條從北京到上海長達2000多公里的光纖線路。在私營部門，韓國電信巨頭SK telecom正在投資6500萬美元，與瑞士量子資訊公司ID Quantique合作，為電信和物聯網市場開發量子技術。鑑於人們對量子資訊科技的興趣日益高漲，以及從Visser和Rajan的理論工作來看，在未來的量子網路中實現高度安全的量子分組鏈似乎是有道理的。
翻譯：雷茜
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