量子コンピューティング、AI、DeFi：技術的パラダイムシフトへの準備

Author: Kava Labs Source: medium

AIによるリスク評価に関連する記事では、AIが異常検知を通じてサイバーセキュリティを強化する方法を学んできました。と予測分析によってサイバーセキュリティを強化する方法を学んできた。しかし、別の独立した革新的な技術が登場し、分散型金融（DeFi）の領域で新たな技術的パラダイムシフトを引き起こしたらどうなるだろうか。この新技術が暗号を突破することで、DeFiが依存している基盤を完全に破壊することができたらどうなるでしょうか？

量子コンピューティングが目前に迫っています。多くの専門家が将来についても懸念を抱いている。こうした懸念は、暗号通貨の黎明期から存在していたが、グーグルが2024年第4四半期に最新の量子コンピューターチップ「ウィロー」を発表したことで、さらに悪化している。

そこでこの記事では、量子コンピューティングの仕組み、それがDeFiにもたらす潜在的な脅威、そして業界が将来的に量子コンピューティングを警戒すべきかどうかを見ていきます。

伝統的なコンピューティングと量子コンピューティングの対比

量子コンピューティングの脅威を探る場合、まず、量子コンピューティングが今日私たちが慣れ親しんでいる伝統的なコンピューティングシステムとは根本的に異なることを理解する必要があります。量子コンピューティングを理解するには、デジタル情報の最小単位であるビットについて掘り下げる必要がある。ビットは、現代のすべてのコンピューティング技術の基本的な構成要素であり、歴史的に0か1のいずれかで表現されてきました。

この基本単位によって、現代のコンピューティングはその構造の上に成り立っています。二進法の力により、より大きく複雑なシステムを構築するための強固な基盤を構築することができます。

量子コンピューティングは、この計算単位に代わるものを作成することで、2進システムの性質に挑戦しています。量子コンピューティングでは、代替の量子ビット（qubit）は、従来のビットがどこに位置するかという点だけでなく、1または0の複数の現実をエンコードできるかどうかという点でも、複数の可能性を持っています。

重ね合わせ状態

重ね合わせ状態は量子コンピューティングの基礎の1つですが、非常に抽象的で、理解するのが難しい場合もあります。従来のコンピューティングでは、ビットの状態は常に100％決定論的で、1か0のどちらかである。量子コンピューティングでは、量子ビットは1と0の両方を表すことができる。これは、従来の考え方や古典モデルではあまり意味をなさないように思われる。

この現象を説明する最も簡単な方法は、20世紀の物理学者エルヴィン・シュレーディンガーと彼の量子力学の不確定性原理の理論です。シュレーディンガーの猫の実験では、ガイガーカウンターと放射性物質が入った密閉された箱の中に猫が入れられ、その放射性物質が崩壊すると毒ガスを放出するというシナリオを想像するよう求められた。理論的には、放射性物質の崩壊過程は不確定であるため、箱が開けられるまでは、猫は厳密には生と死の両方の状態にある。量子ビットは、計算を実行させられるまでは、「生きている」状態でもあり、「死んでいる」状態でもあるのです。

エンタングル状態

もしあなたが読み続けているなら、おめでとう、量子コンピューティングの概念はまだあなたの脳を壊していない。そこで、量子ビットとは何か、量子ビットがどのように表現されるかを理解した後、各量子ビット内の粒子がどのように相互接続されているかをさらに探求する必要があります。これはエンタングル状態と呼ばれ、量子コンピューティングの第2の礎石です。

私たちは、量子コンピューティングがどのように機能するかを、シュレーディンガーの猫のような思考実験モデルで見てきました。しかし、量子コンピューティングは、もつれ状態を用いて、このアナロジーを新たなレベルへと導きます。量子コンピューティングでは、単に2つの計算状態を同時に維持するのではなく、より多くのコンテクストが複数の場所を通じて相互に作用し、変化する。迷路を進むことを想像してみてほしい。従来のコンピューティングでは、最初の経路が行き止まりであれば、それはゼロと分類される。2回目の挑戦も同様に失敗し、正しい答えを見つけるまでそのプロセスは順次続く。同じコンテキストで、量子コンピューティングはすべてのルートを同時にマッピングし、それぞれの失敗したルートと成功したルートは、他のすべてのコンテキストの効果に影響を与えます。

「思考実験か、そうでないか？思考実験かそれ以外か？

量子コンピューティングの理論を理解しようとするのは非常に難しいことですが、コンピューティングパワーの革新的な強化を考えるのであれば、それは非常に重要です。量子ビットの重ね合わせとエンタングルメントの状態により、量子コンピューティングは、今日我々が理解できるものをはるかに超えるスケールとスピードで問題に取り組むことができる。

技術革新の限界に関する記事で、現代のデジタル情報のさまざまなサイズを示しました。5ページの文書の平均的なワープロ処理されたファイルを保存するのに何キロバイト必要なのかから、3分のMP3オーディオファイルを保存するのに何メガバイト必要なのかまで、デジタルデータの規模を理解することは、なぜビットから量子ビットへの基本的な構成要素の再構成がこのような複合的な効果をもたらすのかを理解する鍵になります。

この参照枠があれば、量子コンピューティングのパワーを理解し始めることができる。グーグルは、新しい量子チップ「ウィロー（Willow）」が、現在市販されている最速の従来型コンピューターが100億年（10の27乗年）かかる問題に5分で取り組むと主張している。Five minutes versus 10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 years.

現代暗号の終焉？現代暗号の終焉？

量子コンピューティングが分散型金融（DeFi）業界にシステム的な脅威を与え始めるかもしれないことをご覧になったかもしれない。このような強力なコンピューティングは、まさにブロックチェーンエコシステム全体を支える暗号セキュリティに取って代わる可能性のあるテクノロジーだ。ブルートフォースクラッキング攻撃は、瞬時に秘密鍵情報を明らかにし、ユーザーアカウントを盗むことができる。

前回の投稿では、AIとブロックチェーンの相互運用可能な統合が、悪意のある行為者が活動する「毒薬」効果をもたらす可能性があると述べた。さて、これらの理論と量子コンピューティングの可能性を組み合わせると、数分のうちにDeFi空間全体が完全に解体される未来が容易に想像できます。

楽観的な理由

量子コンピューティングがDeFiにもたらす脅威を心配しているなら、楽観的になる理由はまだ複数あります。まず、まだ気づいていないかもしれないが、量子コンピューティングは非常に複雑で難しく、コストがかかる。現在、量子コンピューターはほとんど存在せず、そのほとんどはIBM、グーグル、アマゾン、アリババなどの企業で、厳しく規制され管理された環境で開発されている。これらの企業は、DeFiの暗号セキュリティの利点を損なってはいない。なぜなら、そうすることは、原子炉や兵器システムを含む従来の銀行や国防インフラを保護するために使用されているのと同じ暗号セキュリティを損なうことになるからだ。

第二に、私たちはしばしばこの業界の重要性を過小評価しています。DeFi業界の総資産（TVL）は現在1,250億ドル（約12兆円）ですが、それに比べるとまだ非常に若く、小さな業界です。マネー・マーケット・バンクの時価総額は90兆9,647億ドル以上、総合石油・ガスの時価総額は1,090億ドル以上である。悲観的に聞こえるかもしれないが、量子コンピューティング技術が加速して脅威となった場合、DeFiスペースを攻撃することは最も魅力的なターゲットではなくなるだろう。仮にDeFiが標的になったとしても、我々は量子コンピューティング攻撃による社会的影響に直面するだろう。特に、世界的なサプライチェーンの混乱、AGI（人工知能）、核兵器の配備など、より差し迫った他の分野で。DeFiと秘密鍵の確保は、もはや私たちの主要な関心事ではないかもしれません。

さらに、技術が進歩し、新たな脅威が出現するにつれて、新たなソリューションも出現します。ポスト量子暗号（PQC）は、今日のこの分野における重要なトピックです。開発者たちは、量子コンピューティングが十分なセキュリティなしに解き放たれた場合の脅威を痛感している。米国標準技術局（NIST）は、ポスト量子暗号の世界標準を確立するための取り組みを主導しています。

我々はまた、量子コンピューティングの出現をポジティブな力として認識すべきである。量子コンピューティングモデルがもたらす強力な計算能力を持つことは、宇宙旅行からグローバルなモノのインターネットやAIの統合に至るまで、さまざまな分野で前例のない発見につながるだろう。私たちの連載を通じて、AIがスマートビークル、医療のブレークスルー、創薬などのイノベーションを加速させることをすでに見てきた。量子コンピューティングは、最も楽観的な未来学者でさえ想像できないほど速く、発見のペースをさらに高め、加速させるだろう。

最後に、量子コンピューティングはまだ発展途上であることを認めるべきである。ウィローの量子コンピューティング・チップが登場しても、量子コンピュータの実世界での応用はまだ限られています。量子コンピュータが完全に実用化され、現実世界と統合されるためには、現在のデジタル環境を広範囲に指標化する必要がある。量子コンピュータの脅威に耐えられるように産業を変革し、あるいは単に量子コンピュータがもたらす恩恵に備えることは、社会が乗り越えなければならない困難な課題となるだろう。DeFi、AI、そしてポスト量子暗号がどのように対応するかは、21世紀を最も定義する時代のひとつとなるだろう。