撇开维基解密活动的道德问题不谈,令我不安的是,Visa、MasterCard和PayPal都认为有必要通过拒绝作为捐款的中间人来监管该组织。整件事让我深切体会到,我们是多么依赖少数几家公司来维持电子商务的运作,以及这些公司在权利方面对我们的保障是多么微薄。短期内,我们可能无法摆脱困境,但从长远来看,量子货币可以通过提供一种无需借助经纪人即可使用的安全货币来帮助解决这些问题。物理学家史蒂夫·维斯纳于1969年首次提出了量子货币的概念。他意识到,由于量子态无法复制,它们的存在为不可伪造的货币打开了大门。以下是麻省理工学院计算机科学家斯科特·阿伦森对这些原理的解释:
海森堡著名的不确定性原理指出,你可以测量粒子的位置或动量,但不能以无限精度同时测量两者。不确定性原理的一个结果是所谓的“不可克隆定理”:不存在能够接收一个未知粒子,然后吐出两个与原始粒子具有完全相同位置和动量的粒子的“亚原子施乐机”(例如,一个粒子向左移动了两英寸)。因为如果存在这样的机器,我们就可以通过测量一个“施乐副本”的位置和另一个副本的动量来确定原始粒子的位置和动量。但这将违反不确定性原理。……除了一个普通的序列号,每张美元钞票还会包含(比如说)几百个光子,中央银行在发行钞票时会随机将这些光子“偏振化”。(工程细节留待以后再说!)银行在一个庞大的数据库中,会记住每一张已发行钞票上每个光子的偏振状态。如果你想验证一张钞票是否真实,只需把它带到银行。
此时我应该提到,这些东西都只是纸上谈兵——理论已经远远超出了量子计算机或任何量子工程的实际工程,所以当我提到“长期”时,我指的是至少几十年。但这并不妨碍它引人深思。因此,阿伦森对量子货币的描述仍然面临着同样的中间人问题。我们需要一种方法来检查钞票的真实性,而无需将其带到银行或任何其他中央机构,同时又使其难以伪造。事实上,我们有一个针对今天安全在线交易中此类问题的解决方案。原则上,我们依赖于因式分解的难度。将两个数相乘得到第三个数很容易。如果第三个数非常大,那么对其进行因式分解并找到原始的两个数在计算上是非常耗时的——除非你已经知道其中一个数。使用质数作为公钥和私钥,我们可以在互联网上进行安全的交易,只要我们的计算能力呈指数级增长,我们就可以感到相对安全。量子计算利用了类似的计算难题,这要归功于扭结理论。Edward Farhi、David Gosset、Avinatan Hassidim、Andrew Lutomirski和Peter Shor*于2009年发表了一篇关于这项技术的论文,《技术评论》对此进行了很好的总结。
“他们的量子现金基于一种新型的不对称性:两个相同的结可能看起来完全不同。因此,虽然制作任何一个结都很容易,但很难找到将一个结转换为另一个结的方法。”(论文作者)Farhi及其同事说:“我们量子货币方案所谓的安全性是基于这样的假设:给定两个看起来不同但等价的结,很难明确找到将一个结转换为另一个结的变换。”
根据该提议,银行可以发行带有序列号和部分记录量子态的货币。拥有量子计算机的商家可以通过应用使用结理论的算法来检查货币,该算法会寻找数学上相同的结。如果状态和结匹配,则可以接受该货币。我的一位朋友,碰巧是结理论数学家,他首先给我发了Farhi的论文,他通过电子邮件提出了一个很好的观点,即作者没有讨论我们将如何传递这种量子货币。他们提到可以铸造纸币,但我们如何通过量子互联网支付量子货币?嗯,我想这是一个留待未来研究的问题。无论出于何种原因,很少有科幻创作者对未来货币这个话题发表太多看法。通常他们会转向无纸化货币(这似乎是当前趋势的终点),并且他们拥有某种充值卡或可以通过生物识别安全协议访问的账户。除此之外,货币就只是被假设存在了。但这总是让我不安,因为它让货币的控制权落在了Visa和MasterCard等公司手中。但有了量子货币呢?我们夺回了我们的美元。*Shor因Shor算法而闻名,该算法表明量子计算机可以比经典计算机更快地分解数字。














