所谓量子计算机是一种配备有先进处理能力的超级电脑。1981年，理论物理学家Richard Feynman在麻省理工学院首次提出了量子计算机的概念。传统电脑主要依赖于二进制系统，其中基本计算单元是位元(bit)。而量子电脑中的基本计算单元是量子位元(qubits)。一个位元只能表示两种可能状态中的一种，即0或1。而一个量子位元可以同时表示两种状态。换句话说，n个位元只能表示2n个状态中的一个，而n个量子位元可以同时表示2n个状态。
今年一月，IBM在CES展上推出了其首款商用量子计算机Q系统，它主要使用二十个qubits。IBM期待Q系统未来能够解决当前被认为过于复杂且难度呈指数级增加的问题，例如金融市场复杂的衍生性商品的定价模型。
目前，如果想对复杂衍生品进行定价，电脑必须运行蒙特卡罗模拟，即通过随机抽样或统计试验来对未来的市场走势进行大量预测，并计算出特定结果的概率。在IBM的早期研究中，高盛已经计算出，要运行完整的蒙特卡罗模拟，需要一台拥有7500个qubits的量子电脑。然而，IBM目前最先进的量子电脑仅包含65个qubits。
用目前的电脑进行这种计算可能需要等待几个小时，而没有一个操作衍生性商品的客户会有这种耐心。但是如今，量子技术可能成为金融市场的助力。高盛与量子初创企业QCWare合作进行了研究，旨在利用量子计算机为复杂的衍生品定价。这是金融市场上计算强度最大的任务之一，对银行而言成本极高。高盛预计，量子计算在五年内可能应用于金融市场中一些最为复杂的计算场景。
实际上，量子技术对金融市场的影响还不止于此，它可能导致比特币崩盘。量子计算为何对比特币构成威胁？比特币之所以珍贵是因为接收比特币需要比特币地址，并且只有拥有该地址对应的私钥才能使用比特币。
每一个比特币用户在注册时，系统会生成一个随机数，并对该随机数进行SHA-256哈希，产生一个私钥。私钥包含了大约五十个数字和大小写字母，没有固定的逻辑和规则。由于SHA-256的正确值很难计算，比特币数量是有限的，从而使比特币变得稀缺和珍贵。私钥和公钥是一对一生成的，世界上只会有一组，不会重复。公钥是通过椭圆曲线加密算法对私钥进行加密后得到的一组乱数。椭圆曲线密码学的算法是不可逆的，即无法通过公钥推算出私钥。
这一点非常重要，因为整个加密货币密码学的匿名性和安全性都是基于这一基础构建的。然而，在1994年，数学家Peter Shor发表了一种量子算法，该算法可以打破最常见的非对称密码算法的安全性假设。
这意味着拥有足够大量子计算机的任何人都可以使用此算法通过公钥反算出私钥，从而伪造任何数字签名。这使得比特币不再稀缺，也不再安全。同时，比特币的共识机制将崩塌，比特币的价值也将趋近于零。
因此，量子计算被视为“下一代计算工具”，结合人工智能和大数据，它的强大并行计算能力将与人工智能和大数据共同塑造未来的智慧社会。当前中美两强的科技竞赛已经扩展到量子计算领域。2020年9月，Google推出了53个qubits的量子电脑Sycamore，用200秒的时间对一个量子电路实例进行了100万次采样，而一台超级电脑需要2万年才能完成这项任务。
2020年12月4日，中国科学技术大学宣布成功构建76个qubits量子电脑原型机“九章”，用200秒的时间求解了数学算法高斯玻色取样。用目前世上最快的超级电脑进行同样的计算将需要六亿年。
来源：经济日报
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