現在、世界中で技術の成長は一定であり、新しい革新、アイデア、テクノロジー、および既存のテクノロジーの実装が日々生まれています。現在、顕著な発明のリストのトップには、量子コンピューティングがあります。新しい世代のコンピュータシステムは、長い間使用してきたバイナリシステムよりも優れています。

量子コンピューターとは何ですか？

量子コンピューターは、量子力学現象を利用してデータを保存および処理するシステムです。従来のビットではなく、量子コンピューターは量子ビット、つまり1と0の状態を同時に共存させることができるキュビットを利用しています。

2ビットには4つの可能な組み合わせがあり、一度に1つの組み合わせしか保持できませんが、1対のキュビットはすべての4つの組み合わせを同時に保持できます。これは、より多くのデータを処理できる能力を持っていることを意味します。

量子コンピューターとは何ですか？

量子コンピューティングは、量子理論の考えを用いて数学問題を解決し、量子モデルを実行するための新しいコンピューターサイエンスの分野です。量子コンピューティングは、電子や光子などの亜原子粒子を応用し、これらの粒子を複数の状態に同時に存在させることを可能にする量子ビット、またはキュビットを使用します。

これは、接続されたキュビットが、波のような量子状態の干渉を利用して、日常のバイナリコンピューターが永遠に処理するのにかかる計算を行うことができるという意味です。量子コンピューターの分野は1980年代に導入されました特定の計算問題を現在の2進コンピューターではなく、量子アルゴリズムで処理できることが発見されたとき、

量子コンピューターは、さまざまな可能性を考え出し、多くの難しい問題の可能な答えを見つけることができます。日常のシステムはビットの形で情報を保存しますが、量子コンピューターは情報を量子段階で格納するためにキュビットを利用し、1と0を多次元的に適用します。

量子コンピューターはどのように動作しますか？

量子コンピューターは、従来のコンピューターとは非常に異なります。我々が慣れ親しんできた従来のバイナリビットに従わない方法で情報を処理します。代わりに、量子コンピューターは量子ビット、またはキュビットを介して情報を処理します。

キュービットには、測定されるまで量子系が複数の状態に存在できるという、スーパーポジションと呼ばれる技術があります。 量子コンピューターは、測定と観測を行うためにいくつかのアルゴリズムを利用します。 これらのアルゴリズムはユーザーによって利用可能にされ、コンピューターはその後、パターンや個人データポイントが保存される多次元空間を作成します。

ソース:データサイエンスに向けて

量子コンピューターの動作の大きな要因の1つは、コンピューターの物理的な構築です。標準の量子コンピューターは3つの主要な部分で構成されています。最初の部分は、プログラミングを担当し、量子ビットに命令を送信する従来のコンピューターとインフラストラクチャです。

第2部は、コンピュータからキュビットへの信号の転送方法を選択したものです。第3部は、キュビットを保護するために使用される記憶装置です。この記憶装置には、キュビットを安定させるためのツールが備わっている必要があります。記憶装置は、真空チャンバを収容するためにほぼゼロ度を達成するなどの特定のニーズと要件を満たす必要があります。

この部分は、キュービットの高いメンテナンス性質に起因して必要です。わずかな問題でも量子状態の喪失や誤りのあるキュービットが非効率な状態に陥る可能性があります。そのため、わずかな振動や温度変化さえも防ぐことが重要で、キュービットの損失を回避する必要があります。

量子コンピューターは何に使われていますか？

従来のシステムはいくつかの問題を解決し、異なる計算を行うために使用されています。量子はこの点でそれと変わりません、なぜならそのシステムは課題を処理する能力があるからです。量子コンピューティングには、人工知能、金融サービスの提供、複雑な製造など、いくつかのユースケースがあります。

人工知能

量子コンピューターは、従来のシステムよりもはるかに速くデータを分析および処理する可能性があり、人工技術に適用される際にはより良い選択肢となります。量子コンピューターは、従来のシステムが特定するのが難しいか不可能なパターンを見つけることができます。彼らは、人間や従来のシステムができない方法で既存の考えを収集し、組み合わせ、再配置することができます。

金融サービスの提供

金融部門は、量子コンピューターの処理能力が必要な分野の一つです。金融機関が整理する必要がある大規模なデータセットは、量子コンピューターによって処理されます。これらは、資本市場、企業金融、ポートフォリオ管理など、金融部門の多くの領域に恩恵をもたらす可能性があります。最後に、量子コンピューターはライブデータストリームのある領域で活躍するため、リアルタイムの株価から収集された大量のデータを処理する能力により、高いレベルのデータを簡単に拡散させることができます。

複雑な製造

量子コンピューターは、失敗した製造プロセスから大量のデータセットを収集し、それらを異なる課題の組み合わせに変換することができます。これに量子アルゴリズムを組み合わせると、製品の不良の原因が複雑な製造プロセスのどの部分にあるかを特定することができます。

攻撃の種類

量子コンピューターはまだ開発の初期段階にありますが、専門家はこの技術の将来の可能性や悪用の可能性を既に予測しています。

近い将来、新技術によって可能になる2つの主要な攻撃が、デジタルセキュリティに脅威をもたらす可能性があります。

ストレージ攻撃

この種の攻撃は、悪意のある人物が脆弱なアドレス（公開鍵がブロックチェーンに保存されているウォレット）を標的にして資金を盗むことを意味します。これは、ビットコインやイーサリアムなどのトークンが、十分なリソースを備えた状態であると、量子コンピューター攻撃によりより脆弱になることを意味します。

これは、数千億ドル相当の暗号資産がストレージ攻撃の脆弱性を抱えている可能性があることを意味します。現在、量子コンピューターにはそのような攻撃を実行するために必要な1,000万個のキュビットがありませんが、科学者はそのような計算能力が約10〜15年で達成されると予想しています。

トランジット攻撃

トランジット攻撃には、悪意のある行為者がブロックチェーン取引を途中で乗っ取ろうとして、資金を自分のアドレスに向ける必要があります。これには多くの計算能力が必要ですが、規模がはるかに大きく、困難度が高くなります。なぜなら、乗っ取りはマイナーによって取引が処理される前に完了しなければならないからです。

そのようなタスクを達成するには、科学者たちは量子コンピューターが数十億個のキュビットを必要とすると予測しています。

暗号通貨にとって量子コンピューターは脅威ですか？

現在の量子コンピューターの供給量は、新しいシステムが暗号資産セクターに現時点ではほとんど脅威を与えていないことの主要な指標です。量子コンピューティングの能力は多岐にわたりますが、そのような偉業を達成するには、エラーや懸念がなく、強化された計算速度が必要です。

計算速度以外に、攻撃を行うためには計算能力も非現実的なレベルである必要があります。約1000万個のキュビットが必要になるでしょうそれほど攻撃を開始する前に

トランジット攻撃は、計算能力が高いレベルであるため、はるかに大規模になる可能性があります。攻撃者は、ブロックの作成時間が切れる前にネットワークを制御するために大量の量子コンピューティング能力を展開する必要があります。これは、すべてのネットワークノードを攻撃することになるため、はるかに困難なタスクです。この操作のためのウィンドウは比較的狭いです。例えば、ビットコイン攻撃者が数分でプロセスを完了する必要がありますが、イーサリアム数十秒で完了する必要があります。

量子コンピューターが必要とされる量の計算能力が必要なため、暗号資産業界は現在脅威にさらされていません。代わりに、量子攻撃に対して免疫を持つアルゴリズムを考案する十分な時間があります。

量子コンピューターへの保護

現在、量子コンピューターがもたらす潜在的な脅威だけが知られています。 暗号通貨愛好家やブロックチェーン開発者は、量子コンピューターがもたらす脅威からデジタル通貨の世界を守る方法を模索しています。 最も人気のある提案は、格子ベースの暗号です。

Lattice-based Cryptographyは、格子を含む暗号の構築を指します。これは、セキュリティ証明または構築自体のいずれかに関与します。これは、従来のコンピューターと量子コンピューターの攻撃に耐えることができるあまり一般的でない公開鍵スキームの1つです。これは、量子コンピューターが簡単に解決できない問題に基づいているためです。

これらの問題は最短ベクトル問題（SVP）と呼ばれます。この種の問題は一般的に、高次元格子内で最短ベクトルを見つけることに関係しています。専門家たちは、量子コンピューターの機能の仕方から、SVPが量子コンピューターにとって解決が難しいと考えています。

量子コンピューターでは、キュビットの状態が完全に整列したときだけ、重ね合わせの原理を利用することができます。状態が整列していないときは、より従来の計算方法に頼らなければならず、そのため、SVPの解決に成功する可能性は非常に低いです。

既に専門家によると、量子耐性を持つとされている有向非巡回グラフ（DAG）技術を使用しているIOTAのようなプロジェクトが存在します。ブロックで構築されたブロックチェーンとは異なり、有向非巡回グラフはノードと接続から構成されています。この技術は暗号取引をノードの形式で記録し、これらの取引の記録は互いに積み重ねられています。

量子コンピューターの弱点

ほとんどのコンピューティングシステムは100%の障害から完全に解放されているわけではなく、量子コンピューターもその例外ではありません。量子コンピューティングの一つの大きな欠点は、現在のほとんどの量子コンピューターが主に試作品であり、まだかさばり、高価で使いやすくありません。

開発者たちがまだ解決に苦労している幼児歯の問題に悩まされています。 もう1つの主要な問題は、もつれの問題です。同時に複数のキュビットをもつれさせることは、量子プロセスの適切な状態を確保するのと同じくらい難しいです。

最後になりますが、量子プロセスの結果は依然として非常に高いエラー率を持っています。これらすべての問題が解決された場合、量子コンピューターが暗号メカニズムに対して持つセキュリティ上の問題が発生します。膨大な計算能力により、現在使用されているすべての暗号化メカニズムが無意味になります。

インターネット上で行われる任意の取引または任意のセキュア接続はクラックされる可能性があり、それにより悪用または販売される可能性のあるデータが盗まれる可能性があります。これは、プラットフォームに付随するセキュリティと匿名性を排除するため、暗号通貨にとって問題となります。