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Os computadores quânticos são um canto do mundo da computação muito discutido, mas pouco compreendido. Culpe a ficção científica por isso. A computação quântica costuma ser usada como uma abreviatura para “computador muito, muito, muito poderoso”. A verdade é um pouco mais sutil. Os computadores quânticos podem resolver certos problemas muito mais rapidamente do que os computadores tradicionais. Esta não é uma cura geral para problemas de computação, mas pode criar algumas situações complicadas na arena da criptomoeda. Especificamente, pode tornar obsoleta a “criptografia” subjacente à criptomoeda muito rapidamente.
Faremos uma visão geral rápida do que é a computação quântica e, mais importante, do que não é. Em seguida, veremos como a evolução da computação quântica pode mudar o cenário da criptomoeda.
Blame Schrödinger
Um computador é, na verdade, um dispositivo para tabular um conjunto de botões liga e desliga, representados por 1s e 0s. Esse é um conceito simples o suficiente para entender. Retire as camadas de qualquer software escrito no século passado e você encontrará 1s e 0s bem no final.
A computação quântica leva em consideração uma peculiaridade única da matéria quando é examinada no nível quântico – isto é, quando você está olhando para pedaços de matéria que são extraordinariamente pequenos. Aqui, as leis newtonianas da física são reveladas pelas aproximações que realmente são.
Se pensarmos em um bit de dados em um computador tradicional – os 1s e 0s mencionados anteriormente – como pontos em qualquer extremidade de uma linha, então os qubits (ou bits quânticos) podem ser considerados como todos os pontos ao longo dessa linha e em um esfera tridimensional englobando essa linha. Em outras palavras, as informações podem ser armazenadas em um grande número de locais, em vez de nos terminais 1 e 0. Isso resolve um dos desafios tradicionais da computação, projetar um computador que seja poderoso o suficiente para classificar montanhas de 1s e 0s rapidamente para chegar à resposta a um problema computacional.
o Esfera de bloch é uma representação de um qubit, o bloco de construção fundamental dos computadores quânticos.
É aqui que fica um pouco complicado e o físico Erwin O famoso gato de Schrödinger entra em jogo. Schrödinger introduziu um problema para descrever estados quânticos basicamente assim. Imagine um gato em uma caixa com um elemento radioativo que tem uma chance inteiramente aleatória de acionar um dispositivo que mataria o gato invisível na caixa. Até que a caixa seja aberta, o gato não está vivo nem morto. Seu status existe em algum lugar desse continuum.
Isso foi extrapolado para a computação quântica para implicar que um computador quântico pode tentar todas as possibilidades entre 1 e 0 simultaneamente. O que realmente acontece é que algumas das possibilidades se cancelam, e o computador procura padrões que se reforcem na direção da resposta certa. Isso é uma grande melhoria em relação aos computadores tradicionais, mas só se aplica a conjuntos de problemas muito limitados.
Infelizmente para a comunidade criptográfica, um tipo de problema que os computadores quânticos são particularmente bons em resolver são os códigos criptográficos.
Quebra de Bitcoin
Bitcoin, em sua essência, é uma lista de transações em um livro razão distribuído. Cada transação é assinada com um hash criptográfico exclusivo. Isso é o que dá ao blockchain Bitcoin sua segurança e sua transparência simultânea. Você pode ver o que está acontecendo, mas não pode ver os detalhes assinados por computador por trás disso.
Cada carteira de Bitcoin é lacrada com uma chave privada que é usada para acessar o blockchain e o Bitcoin contido nele. Essas chaves privadas são incrivelmente difíceis de quebrar com os métodos convencionais de computação.
Um computador quântico, no entanto, é especialmente adequado para quebrar esses tipos de códigos.
Especialistas estimam que até mesmo computadores quânticos primitivos serão capazes de fazer engenharia reversa de chaves privadas de endereços públicos em 2027. Isso é um piscar de olhos no mundo da computação, mas é longe o suficiente para dar espaço para a adoção generalizada do Bitcoin Se de repente houver um sistema para quebrar chaves privadas em uma sociedade inundada de Bitcoin, um grande problema se desenvolverá muito rapidamente.
Um “refrigerador quântico” mantém os qubits na temperatura extremamente baixa necessária para a computação, Imagem de Bloomberg
Os computadores quânticos também podem ser capazes de atacar o Bitcoin em sua origem, implementando os chamados ataques de 51 por cento, ultrapassando os mineiros tradicionais durante o processo de mineração, mas a possibilidade de quebrar chaves privadas é a verdadeira ameaça na arena do Bitcoin. Potencialmente, um hacker bem sucedido com acesso a um computador quântico poderia passar o dia todo fazendo engenharia reversa de chaves Bitcoin exibidas publicamente para roubar os fundos contidos nas carteiras dessas chaves.
Crypto Strikes Back
Não é sensato apostar contra a tecnologia, e tem sido o caso desde o início. Gigantes da tecnologia como a IBM estão despejando recursos na criação de computadores quânticos, e eles provavelmente serão uma realidade generalizada mais cedo ou mais tarde.
Felizmente, pensadores avançados na comunidade de criptografia consideraram a ameaça que os computadores quânticos representam para sua plataforma e criaram uma variedade de soluções alternativas.
Os desenvolvedores do Bitcoin propuseram vários métodos de mitigação potenciais. O mais fácil consiste em usar um endereço público diferente para cada transação, o que é amplamente considerado uma prática recomendada existente. Um computador quântico que tentasse quebrar esse endereço teria que fazê-lo na janela entre o envio da transação e a codificação da transação em um bloco. Isso seria uma façanha cansativa para a maioria dos computadores quânticos, mesmo nos cenários mais otimistas.
Outro método envolve o uso de um algoritmo de chave pública diferente. Esses algoritmos já existem, mas ainda não foram implementados devido ao grande tamanho de cada assinatura individual – 169 vezes maior do que as assinaturas atuais – e à necessidade de usar cada assinatura apenas um número limitado de vezes. Uma vez que uma das principais reclamações sobre o blockchain Bitcoin é sua escalabilidade limitada, este caminho ainda não parece promissor.
Outra maneira de lidar com o problema da computação quântica é usar criptomoedas que já são resistentes ao quantum, como IOTA. A IOTA pretende ser a plataforma para o desenvolvimento e implementação de uma arquitetura de Internet das Coisas em larga escala, por meio da qual os dispositivos podem se comunicar livremente entre si e com seus ambientes sem interação humana. Seu relógio pode dizer à sua porta para destrancar e seu aparelho de som para ativar sua lista de reprodução favorita, tudo enquanto seu carro autônomo entra na garagem. Na fábrica, mais adiante, as máquinas industriais zumbem e se ajustam continuamente para manter a eficiência no máximo.
Em termos mais simples, o blockchain do IOTA difere do Bitcoin porque seu método de verificação de assinatura requer que cada par de chaves públicas e privadas seja único. Ou seja, um endereço público só pode ser usado uma vez e o IOTA é adaptado para lidar com os problemas de escalabilidade resultantes disso. Isso o torna resistente ao tipo de quebra de código para o qual um computador quântico foi criado. Uma espécie de corrida armamentista poderia ser imaginada, mas pelo menos IOTA e computação quântica começarão em pé de igualdade do que, digamos, Bitcoin e computação quântica.
Admirável Mundo Novo
A criptomoeda pode estar na vanguarda tecnológica, mas a marcha implacável da tecnologia raramente – ou nunca – para. À medida que a computação quântica se torna um fenômeno mais difundido, as criptomoedas terão que crescer e se adaptar para enfrentar essa ameaça potencial. Isso pode ser um obstáculo para o já significativo problema da adoção. O fato de ser a computação quântica, em particular, que constitui o obstáculo apresenta um outro perigo – a computação quântica é simplesmente difícil de explicar.
Para sobreviver neste admirável mundo novo, o jogador médio de criptografia pode ter que retocar em sua física quântica elementar e habilidade de quebra de código. Esses jogadores podem ansiar pelo dia em que uma frase mnemônica de 24 palavras pareça uma peça excessivamente incômoda de segurança pessoal.
Referências
- https://www.forbes.com/sites/bernardmarr/2017/07/04/what-is-quantum-computing-a-super-easy-explanation-for-anyone/#552a858a1d3b
- http://www.wired.co.uk/article/quantum-computing-explained
- https://www.smbc-comics.com/comic/the-talk-3
- https://hackernoon.com/why-bitcoin-fears-quantum-computers-and-iota-doesnt-697da531a11b
- https://en.bitcoin.it/wiki/Quantum_computing_and_Bitcoin
- https://www.coindesk.com/new-ways-save-crypto-post-quantum-world/