क्वांटम कंप्यूटिंग: ब्लॉकचेन का अंत?

अच्छा शनिवार, हेबर!

आज का अनुवाद क्वांटम कंप्यूटिंग पर साहित्य से संबंधित हमारी खोजों में सबसे सीधे फिट बैठता है, और खतरों के बारे में बुनियादी सामग्री पर विचार किया जा सकता है या, इसके विपरीत, एक क्वांटम कंप्यूटर ब्लॉकचेन प्रौद्योगिकी के लिए लाता है। क्या वे नए क्वांटम संभावनाओं के हमले के तहत या, इसके विपरीत, और भी अधिक अजेय हो जाएगा?

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आइए देखें कि ब्लॉकचेन क्या है।

अस्वीकरण: मैंने इस लेख को यथासंभव सरल बनाने की कोशिश की, और इसके लिए मुझे तकनीकी बारीकियों को थोड़ा अनदेखा करना पड़ा। इसके अलावा, खेद है कि सभी चित्र हाथ से हस्ताक्षर किए गए हैं। मैंने तय किया कि जो चित्र मैं स्वयं आवश्यक अवधारणाओं का वर्णन करूंगा, वह इंटरनेट पर मेरे द्वारा खोजे जाने से बेहतर है।



अत्यंत सरल ब्लॉकचैन को निम्नानुसार वर्णित किया जा सकता है: यह एक रजिस्ट्री है जिसमें एक निश्चित प्रकार का लेनदेन दर्ज किया जाता है। ब्लॉकचेन गणितीय कार्यों का उपयोग करता है, उदाहरण के लिए, एक पूर्णांक फैक्टरिंग; इस तरह के कार्यों को एक दिशा में आसानी से हल किया जा सकता है, लेकिन इसके विपरीत मुश्किल है - यह है कि सुरक्षा कैसे सुनिश्चित की जाती है।

ब्लॉकचेन लेनदेन को एक ब्लॉक नामक डेटाबेस में जोड़ा जाता है, और ब्लॉक को एक गणितीय उपकरण से एन्क्रिप्ट किया जाता है जिसे "हैश फ़ंक्शन" कहा जाता है। फिर हैश को अगले ब्लॉक में लेनदेन के अगले सेट के साथ शामिल किया जाता है, जो अगले चरण में फिर से हैशिंग फ़ंक्शन द्वारा एन्क्रिप्ट किया जाता है और अगले हैश को देता है। अगले ब्लॉक में एक नया हैश जोड़ा जाता है। इस तरह, ब्लॉकों की एक श्रृंखला बनती है, और वे सभी क्रमिक रूप से एक दूसरे में घोंसले के शिकार लगते हैं - इसलिए "ब्लॉकचैन" नाम।

यहाँ पायथन में MD5 एल्गोरिथ्म द्वारा उत्पन्न एक उदाहरण हैश है। MD5 128-बिट हैश देने वाला एक व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला हैश फ़ंक्शन है।

>>> import hashlib >>> def hash(mystring): ... hash_object=hashlib.md5(mystring.encode()) ... print(hash_object.hexdigest()) ... >>> >>> hash("Kellogg first block") 10a4826ea290595ef96e945b31054254 

क्लासिक कंप्यूटर के लिए मूल मान ("इस मामले में पहला केलॉग ब्लॉक") को पुनर्स्थापित करना बेहद मुश्किल है। यह केवल पाशविक बल के साथ किया जा सकता है - व्यवस्थित रूप से सभी संभावित विकल्पों को छांटकर एक समाधान की तलाश करना और यह जांचना कि प्रत्येक अगला उम्मीदवार समस्या कथन को संतुष्ट करता है या नहीं। इसी तरह, बिटकॉइन ब्लॉक के लिए एक हैश समाधान - कई शून्य से शुरू होने पर - गणना की एक बहुत बड़ी मात्रा की आवश्यकता होती है। इसीलिए, बिटकॉइन नेटवर्क में सभी कंप्यूटरों की कुल कंप्यूटिंग शक्ति का उपयोग करते समय, ब्लॉक को हल करने में लगभग 7 मिनट लगते हैं।

हालांकि, क्वांटम कंप्यूटर के आगमन के साथ सब कुछ बदल सकता है, जो संभावित रूप से ब्लॉकचेन और क्रिप्टोकरेंसी के लिए खतरा पैदा करता है। कैसे? अभी बताता हूँ।

क्वांटम कंप्यूटर क्या है?

कंप्यूटिंग शक्ति में सबसे सफलताओं की नींव में से एक ट्रांजिस्टर के आकार को लगातार कम करने की प्रक्रिया है। गणना के किसी भी प्रकार के कारक का सार एक ट्रांजिस्टर में है, क्योंकि ट्रांजिस्टर एक कंप्यूटर में जानकारी को संसाधित करने वाले तार्किक द्वार बनाते हैं।



पिछले दशकों में, चिप निर्माता, विशेष रूप से इंटेल, सीपीयू में ट्रांजिस्टर की संख्या में लगातार वृद्धि कर रहे हैं, जिससे उनका आकार कम हो रहा है। एक आधुनिक सीपीयू में, प्रत्येक ट्रांजिस्टर एचआईवी वायरस से भी छोटा होता है। वास्तव में, हम उस सीमा के करीब हैं जहां ट्रांजिस्टर की तुलना आकार में परमाणुओं से की जाती है। इसलिए यह व्यापक रूप से माना जाता है कि भविष्य में, मूर के कानून का अस्तित्व समाप्त हो जाएगा, और कंप्यूटिंग शक्ति उस गति से बढ़ने के लिए बंद हो जाएगी, जिसका हम उपयोग कर रहे हैं।

इस समस्या का एक समाधान क्वांटम कंप्यूटिंग है।

एक शास्त्रीय कंप्यूटर में, जहां जानकारी ट्रांजिस्टर के आधार पर संसाधित की जाती है, एक बिट केवल 0 और 1 के बराबर हो सकती है। हालांकि, क्वांटम गणना क्वांट्स के अनुक्रम पर आधारित होती है, जिनमें से प्रत्येक दो क्विट के राज्यों में से एक, शून्य या किसी भी क्वांटम सुपरपोजिशन का प्रतिनिधित्व कर सकता है। सामान्य तौर पर, n qubits वाला एक क्वांटम कंप्यूटर एक साथ 2 ^ n राज्यों तक किसी भी सुपरपोजिशन में हो सकता है।

किसी भी समय एक क्लासिक कंप्यूटर केवल 2 ^ n राज्यों में से एक में हो सकता है। इस प्रकार, एक क्वांटम कंप्यूटर एक शास्त्रीय एक की तुलना में तेजी से तेजी से होता है।

ऐसे में सुपरपोजिशन कैसे संभव है? तथ्य यह है कि क्वांटम दुनिया, परिभाषा के अनुसार, समानांतर है। थॉमस यंग द्वारा निर्धारित दो स्लिट्स के साथ प्रसिद्ध प्रयोग में, एक कण एक साथ दो स्लिट्स के माध्यम से प्रवेश कर सकता था। सबसे अच्छा क्वांटम कंप्यूटर एक बड़ी मात्रा में संगणना कर सकता है, और एक क्लासिक कंप्यूटर की तुलना में बहुत तेज।

क्वांटम कम्प्यूटिंग के सिद्धांत

हम में से अधिकांश स्कूल में शास्त्रीय यांत्रिकी से परिचित हो गए, और इसके विपरीत, क्वांटम कंप्यूटिंग की घटना को सहज नहीं कहा जा सकता है। मैं सबसे सरल उदाहरणों में से एक को प्रदर्शित करने का प्रयास करूंगा जो मुझे विश्वविद्यालय के पाठ्यक्रम से पता है।



लगता है कि घन के सामने कौन सा चेहरा है? शायद आपको यकीन नहीं हो रहा है। हालाँकि, जैसे ही आप अपने लिए निर्णय लेते हैं, भ्रम समाप्त हो जाएगा। संभव राज्यों की अनिश्चितता क्वांटम यांत्रिकी के सबसे गहन सिद्धांतों में से एक का वर्णन करती है - सुपरपोजिशन का सिद्धांत।

इस सिद्धांत के लिए धन्यवाद, n qubits किसी भी सुपरपोजिशन का प्रतिनिधित्व कर सकता है, जिसमें एक ही समय में 2 ^ n विभिन्न राज्यों तक शामिल हैं।

अब इस तस्वीर पर विचार करें। कौन सा चेहरा सामने है?



यह दिलचस्प है। यहां, फिर से, आप उत्तर के बारे में निश्चित नहीं हो सकते हैं, लेकिन जब आप पहले घन पर निर्णय लेते हैं, तो आप तुरंत दूसरे का निर्धारण करेंगे। किसी तरह, अंतरिक्ष में अलग किए गए ये दो क्यूब्स जुड़े हुए हैं।

क्वांटम उलझाव एक ऐसी घटना है जिसमें दो या दो से अधिक वस्तुओं के क्वांटम राज्यों को एक दूसरे के सापेक्ष वर्णित किया जाना चाहिए, भले ही अलग-अलग वस्तुओं को अंतरिक्ष में एक दूसरे से हटा दिया जाए।

क्वांटम उलझाव क्वांटम कंप्यूटर के साथ काम करने का सुपरक्रिटिकल विवरण है। एक क्वांटम कंप्यूटर उलझाव सेट करता है, और फिर आउटपुट को मापता है, सुपरपोज़िशन को 0 या 1 (क्लासिक स्थिति) तक ढहता है। क्वांटम दुनिया में कई एल्गोरिदम एक निश्चित संभावना के साथ सही उत्तर देते हैं। हालांकि, क्वांटम कंप्यूटर के परिणामों को बार-बार शुरू करने, चलाने और मापने से व्यक्ति सही उत्तर प्राप्त करने की संभावना बढ़ा सकता है।

ब्लॉकचेन खतरा

जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ब्लॉकचेन तकनीक क्रिप्टोग्राफिक तकनीकों के उपयोग पर आधारित है, जो माना जाता है कि हैकिंग के लिए लगभग अजेय है, भारी कंप्यूटिंग शक्ति का उपयोग करके जानवर बल के अलावा। वैचारिक रूप से, ऐसी क्रिप्टोग्राफी तकनीक के समान है जिसके द्वारा इंटरनेट पर संचार प्रदान किया जाता है।

हालांकि, एक क्वांटम कंप्यूटर, इसकी विशाल कंप्यूटिंग शक्ति के आधार पर, सैद्धांतिक रूप से सार्वजनिक कुंजी क्रिप्टोग्राफी को क्रैक करना चाहिए - और, इसलिए ब्लॉकचेन के लिए खतरा पैदा करता है।

सच है, क्वांटम कंप्यूटिंग की स्केलिंग से जुड़ी समस्याएं हैं।

चौकियां बेहद नाजुक हैं। यहां तक ​​कि पृष्ठभूमि शोर कण के क्वांटम प्रकृति को विघटित और बाधित कर सकता है।

प्रत्येक उपयोगी क्वेट के लिए, त्रुटियों को सही करने के लिए 10 से 100 क्विट की आवश्यकता होती है। इस क्षेत्र में अनुसंधान जारी है, प्रस्तावित समाधानों में से एक सामयिक क्वांटम कंप्यूटर है ।

क्वांटम कंप्यूटिंग की दुनिया में ब्लॉकचेन का भविष्य क्या है?

मार्क एंडरसन से जब ब्लॉकचैन मुद्दे के बारे में सह-संस्थापक आंद्रेसेन होरोविट से पूछा गया, तो उन्होंने कहा:

जब आप उद्यम पूंजी को बताते हैं कि एक बड़ी समस्या है - यह केवल एक उपद्रव में बदल जाती है। तो, आपको एक बुद्धिमान व्यक्ति खोजने की जरूरत है जो इस समस्या को हल करेगा।

हालांकि, उनकी आशावाद के बावजूद, यह एक जटिल समस्या है।

एक संभावित समाधान क्वांटम क्रिप्टोग्राफी के आधार पर एक क्वांटम ब्लॉकचैन है। इसे डेल राजन और मैट विसर ने न्यूजीलैंड के वेलिंगटन में विक्टोरिया विश्वविद्यालय से प्रस्तावित किया था। यह विचार सरल है: यदि कंप्यूटर बहुत जल्दी से गिनना शुरू करते हैं, तो आपको कार्य को जटिल बनाने की आवश्यकता है। समय में उलझे क्वांटम कणों के आधार पर ब्लॉकचेन बनाएं। इस प्रकार, बस एक क्वांटम कण अपने सभी पूर्ववर्तियों के इतिहास को एनकोड करने के लिए पर्याप्त है, और इसे नष्ट किए बिना इस श्रृंखला को डिक्रिप्ट करना असंभव होगा।
हालांकि, यहां आपको ब्लॉकचैन स्केलिंग के क्षेत्र में नई समस्याओं का सामना करना पड़ेगा, जो पहले से ही सीमित है।

ब्लॉकचेन का भविष्य अनिश्चित लगता है, लेकिन निश्चित रूप से बहुत दिलचस्प है।