使用时间纠缠的量子区块链（一）

摘要:在本文中，我们提出了一个量子区块链的概念设计。我们的方法涉及到将区块链编码成暂时的GHZ (Greenberger-Horne-Zeilinger)状态的光子，这种状态并不同时存在。结果表明，相对于空间纠缠，时间纠缠提供了关键的量子优势。该系统的所有子组件都已被实验实现，此外，我们的编码过程可以被阐释为对过去的非经典影响。

1.介绍

纠缠态本质上是一种量子效应，它涉及到非经典关联，通常发生在空间分离的量子系统之间。这种现象被爱因斯坦描述为“鬼魅般的远距离行为”，但它构成了几乎所有量子信息平台的基础，比如量子计算机和量子网络。特别是，量子网络在网络上任意两个节点之间分配量子信息。这使得分布式系统能够执行有价值的任务，比如量子密钥分配(QKD)，它通过物理定律保证了安全的通信，目前在建立全球量子网络方面正取得重大进展，在这样的平台上寻找更多的应用程序正成为越来越重要的优先事项。

区块链是一种经典数据库，它包含关于过去的记录，比如金融(或其他)交易的历史。它独特的设计使得它很难被篡改，而且它也不需要一个中央机构来保持其持续的准确性。一个值得注意的结果是，可扩展的量子计算机可以成功地打破用于保护(经典)区块链的加密协议，以及现代世界的数字安全。随着量子计算竞赛的到来，人们提出了各种各样的改进传统区块链的方案，以抵御这种攻击。然而，考虑到寻找新量子算法的大量研究工作，它们的可靠性可能会受到质疑。除此之外，在经典区块链上增加量子特征的方式也在被推进，其中一种是在经典区块链上特别添加了QKD网络层(它保护相关的子算法免受量子计算攻击)。更理想的解决方案是本质上的量子区块链，它是由量子信息构成的，其设计完全集成到量子网络中，这将提供QKD层的好处，以及与经典区块链相比的其他潜在量子优势。

在这篇文章中，我们提出了一个使用时间纠缠的量子区块链的概念设计。时间上分离的量子系统之间的非经典关联通过各种物理设置表现出来;在这项工作中使用的特殊情况涉及光子之间的纠缠在时间上不同时共存。

我们的新方法将区块链编码到这些时间纠缠态中，然后将这些纠缠态集成到一个量子网络中进行更有用的操作。我们也证明了在时间纠缠，而不是在空间纠缠，在量子效益上对经典区块链起着更为关键的作用。正如下面将讨论的，这个设计的所有子系统已经被证明是实验可实现的。此外，如果这样一个量子区块链被构造出来，我们将证明它可以被视为一个量子网络时间机器。

2.经典区块链

经典区块链由区块链数据结构和网络一致性协议组成;前者是数据库，而后者提供了去中心化功能。区块链的目标是拥有一个关于过去的记录的单一数据库，网络中的每个节点都可以对这些记录达成一致。此外，它不要求中心化的管理节点。这将有助于建立一个物理模型来描述这个经典的信息系统，例如：它的运动学和动力学属性。

（待续）

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

我是您身边的区块链研究员，如果您有志于区块链或者交易技术的学习，欢迎和我交流。微信：chanhai13。更多文章请添加微信公众号：链学园。

原文名称：Quantum Blockchain Using Entanglement in Time

作者：Del Rajan,Matt Visser

原创翻译：区块链研究员（区块链Robin）

英文源自Victoria University of Wellington，译文有编辑及删减，如有侵权，请联系译者删除。

中文版权所有，转载需完整注明以上内容。

—-

编译者/作者：区块链研究员

玩币族申明：玩币族作为开放的资讯翻译/分享平台，所提供的所有资讯仅代表作者个人观点，与玩币族平台立场无关，且不构成任何投资理财建议。文章版权归原作者所有。