בשנים האחרונות, התקדמות בתחום המחשוב הקוונטי העלתה שאלות רבות לגבי השפעתו האפשרית על ביטקוין ועל עולם הקריפטו בכלל.
האם ביטקוין, כמטבע המוביל והראשון של הכלכלה הדיגיטלית, מסוגל להתמודד עם הטכנולוגיה החדשה?
צללנו לנושא כדי לפשט ולהסביר מהו מחשוב קוונטי, כיצד הוא פועל, ולמה הוא מהווה אתגר משמעותי עבור ביטקוין.

מחשבים קוונטיים עובדים בצורה שונה לחלוטין ממחשבים קלאסיים. בעוד שמחשבים רגילים משתמשים בביטים (0 או 1) כדי לייצג ולעבד מידע, מחשבים קוונטיים משתמשים בקיוביטים (Qubits).
בזכות תופעה פיזיקלית הקרויה “סופרפוזיציה קוונטית”, קיוביטים יכולים להיות גם 0 וגם 1 בו זמנית, מה שמאפשר להם לבצע חישובים רבים במקביל.

תכונה נוספת היא “שזירה קוונטית”, שבה שני קיוביטים יכולים להיות מקושרים זה לזה כך ששינוי באחד ישפיע מיידית על השני, גם אם הם נמצאים במרחק רב. תכונות אלו מעניקות למחשבים קוונטיים את היכולת לפתור בעיות חישוביות מורכבות במהירות רבה יותר ממחשבים קלאסיים.

אחת הדרכים הכי טובות ללמוד קונספטים חדשים הוא באנלוגיות פשוטות ודוגמאות מחיינו.
נניח שאתם שולחים חבילה בדואר. במחשב קלאסי, החבילה יכולה להגיע ליעד אחד בכל פעם, בדיוק כמו שביטים במחשב רגיל נעים בין מצב של 0 ל-1 בלבד. כל שלב מתבצע באופן מסודר, אחד אחרי השני.

אבל במחשב קוונטי, זה כאילו החבילה שלכם יכולה להישלח לכל היעדים האפשריים בבת אחת, בזכות תכונה שנקראת “סופרפוזיציה קוונטית”. כלומר, במקום לבדוק אפשרות אחת אחרי השנייה, מחשב קוונטי יכול לבדוק את כל האפשרויות בו-זמנית.

בנוסף, תארו לעצמכם ששתי חבילות נשלחות לשני יעדים שונים, אך שינויים בחבילה אחת משפיעים מידית על השנייה, גם אם הן נמצאות בקצוות מנוגדים של העולם. זו אנלוגיה ל”שזירה קוונטית”, עוד תכונה ייחודית למחשבים קוונטיים.

תחזית מול מציאות: ההתפתחות המהירה של מחשבים קוונטיים
במשך שנים רבות סברו מומחים שמחשבים קוונטיים מסחריים יהיו זמינים רק לאחר שנת 2030. תחזיות אלו נשענו על הקשיים הטכנולוגיים הכרוכים בבניית מחשבים קוונטיים ובשיפור יציבותם.

אך ההשקה של מעבד Willow של גוגל מהווה קפיצה משמעותית בתחום. מעבד זה מסוגל לפתור בעיות שבמחשבים רגילים ידרשו טריליוני שנים, בזמן של פחות מחמש דקות.
הישג זה מקצר משמעותית את ציר הזמן שהוערך מראש, ומביא אותנו לעידן שבו מחשבים קוונטיים עשויים להיות רלוונטיים לשימושים מעשיים כבר בעשור הנוכחי

איך עובד ביטקוין?

ביטקוין הוא מערכת מבוזרת המאובטחת באמצעות מנגנון קריפטוגרפי שמאפשר חתימות דיגיטליות (ECDSA). המערכת מבטיחה שרק מי שמחזיק במפתח פרטי יוכל לבצע עסקאות עם המטבעות שלו.
כך הארנקים הדיגיטליים בנויים.
תהליך זה מתאפשר באמצעות שימוש באלגוריתם שמבצע גיבוב (SHA-256) שמונע את שינוי הנתונים בבלוקצ'יין.
כל עסקאות הביטקוין מאוחסנות בשרשרת בלוקים המחוברים זה לזה בצורה שקופה ומאובטחת ובכך ניתן לוודא שמידע לא משתנה, שהוא שומר על אנונימיות המשתמשים ובמקביל מאפשר שקיפות של המידע לכלל.

מדוע מחשוב קוונטי מסכן את ביטקוין?

מחשבים קוונטיים פועלים בצורה שונה לחלוטין ממחשבים קלאסיים, השוני מאפשר להם לפתור בעיות מורכבות במהירות אדירה. לדוגמה, אלגוריתם שור, הפועל על מחשב קוונטי, יכול לפרוץ את מנגנון ההצפנה של ביטקוין על ידי גילוי המפתח הפרטי מתוך המפתח הציבורי.

האתגר העיקרי טמון בשני תחומים:
1. פריצה למנגנון האבטחה: מחשבים קוונטיים יכולים לזהות מפתחות פרטיים באמצעות המפתחות הציבוריים ולהשיג גישה לכספים.
2. השתלטות על רשת הכרייה: מחשבים קוונטיים עשויים להשיג יתרון משמעותי מעל כוח המחשוב שמפעילים הכורים ובריכות הכרייה בתהליך הכרייה, מה שיאפשר להם להשתלט על רשת הביטקוין ולערער את האמון בה. וגם את ביצוע הפעולות שאומר שאם המחשב הקוונטי מצליח לפתור את החישוב המטמטי לפני הכורים הוא בעצם יכול לשבש ולשלוט בשרשרת הבלוקים.
הנושא כמובן מערער לא רק את השוק המבוזר כמו גם את מרבית המערכות של הבנקאות הריכוזית.

פתרונות אפשריים לעתיד

למרות האיומים, ישנן מספר דרכים שבהן ניתן להבטיח את יציבות הביטקוין בעידן הקוונטי:
1. מעבר לחתימות דיגיטליות עמידות למחשוב קוונטי, כמו Lamport Signatures.
2. שדרוג מנגנוני הכרייה והתאמתם לטכנולוגיה החדשה מה שיוביל למזלג רך, soft fork.
3. השקעה במחקר ופיתוח מתמשכים כדי להקדים את האתגרים.

במבט אל העבר
ויטאליק בוטרין, מייסד אתריום, דיבר כאן אצלנו בארץ כבר בשנת 2013 על האתגרים שמציב המחשוב הקוונטי בפני ביטקוין והקריפטו. בהרצאה זו, הוא התייחס לחשיבות ההתמודדות עם איומים אלו ולצורך להתאים את הטכנולוגיה למגמות המתפתחות.

צפו בהרצאה המלאה כאן:

הרצאת ויטאליק בוטרין על מחשוב קוונטי וביטקוין, 2013

יש תחזיות על כך שמחשוב קוונטי יהווה סיכון משמעותי כשנתקדם לפרקטיקה ולשימוש נרחב במחשוב קוונטי אך הנושא הזה דובר וקיים במודעות הציבור של וותיקי התחום.
השיח המתעורר סביב עדכון קוד המקור של ביטקוין מוביל לקונצנזוס גדול ויש תקווה שזה לא יסכן את עתידו של המטבע בעתיד הקרוב ולהשלכות של העתיד הרחוק יותר.

סיכום

מחשוב קוונטי מציב אתגרים חסרי תקדים לעולם הפיננסי ככלל, לבנקאות הריכוזית הקיימת ולשוק הקריפטו ולביטקוין בפרט. עם זאת, בעזרת פתרונות חדשניים ושיתוף פעולה בקהילה, ניתן להתמודד עם האיומים ולהבטיח את יציבות הרשת גם בעתיד.
ביטקוין כבר עבר מבחנים רבים בעבר, ואין ספק שהוא ימשיך להוכיח את עמידותו גם מול אתגרי המחשוב הקוונטי.