使用时间纠缠的量子区块链（终）

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。

接上文：使用时间纠缠的量子区块链（五）

当然，我们的共识算法确实需要更多的底层细节，但这需要提供一个底层设计；在现阶段，不会为了引入一个量子区块链数据结构来增加太多的工作，未来针对量子网络一致性算法的工作将建立在这种数据结构上。

我们在设计中使用的暂时GHZ状态涉及到光子之间的纠缠，这些光子并不同时共存，但它们具有非经典的测量相关性。在参考文献中，这种存在于不同时间的两个纠缠光子之间的时间非局部性被解释为:“……测量最后一个光子影响了过去第一个光子的物理描述，甚至在开始测量之前。因此，“幽灵行为”正在影响系统的过去。”更大胆地说，在我们的量子区块链中，我们可以将编码过程解释为不是链接到过去的记录，而是链接一个区块中的当前记录，即链接到过去的实际记录，一个不再存在的记录。

这项研究可以选择不同的方向。为了提高实施这一设计的现实可能性，我们注意到目前正在通过天基卫星链路实现量子网络，因此，需要考虑时空效应。而这将需要把工作扩展到相对论量子信息领域。我们推测区块链可以被编码成一个不同的时间纠缠系统，即在量子真空中未来和过去的纠缠。一个现实的实验方案表明，有可能把未来和过去的量子关联转换成不同时共存的量子比特，这也是我们当前设计所需要的资源。

对于另一个方向，值得注意的是，经典区块链的设计也以各种方式得到了改进，其中一些采用了重要的随机数据。可以考虑将这些系统与其他时间量子概念相结合，例如量子随机结构或可选的基于时间的GHZ状态。这可能为量子区块链提供各种不同性质的设计。

还有一个大胆的研究方向源于这样一种观点：在每个节点上，我们的编码过程都可以被解释为影响着过去。所有这些节点通过量子通道连接，区块链可以被看作是一个量子网络时间机器。在理论前沿，可以利用这种系统设计发明其他有用的应用，让整个网络以非经典的方式共同影响过去，这可能导致对时间本质的信息理论研究。此外，与广义相对论时间机器不同，这个系统的所有子组件都是可实现的。这表明，通过量子信息来研究时间旅行悖论是可能的。至少，这样一个系统可以引导量子因果关系的实验探索。

我们已经概述了使用时间纠缠的量子区块链的概念设计。我们的主要创新是将区块链编码为暂时GHZ状态。此外，与空间纠缠相比，时间纠缠提供了关键的量子效益。

本文旨在作为一种新的量子信息技术的概念设计，因此，还需要大量详细的低层设计去进行实现。但我们目的是开辟一个新领域，至少涵盖核心功能。在被引用最多的量子计算教科书中，提到原始的Deutsch-Jozsa算法，都将其定义为包含了更令人印象深刻的量子算法的种子。同样，我们相信我们的量子区块链概念将成为许多详细设计的量子区块链的种子，这些区块链将建立在我们的工作之上。考虑到经典区块链的兴起和全球量子网络的现实发展，这项工作可能为量子信息科学的一个新的研究前沿打开大门。

（全文完）

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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。

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编译者/作者：区块链研究员

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