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備え
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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備え
量子コンピューティングの将来がどうであろうと、それは間違いなく興味深く、破壊的な道となるだろう。
Web3業界の深掘り報道に専念し潮流を洞察執筆：Kava Labs
AI主導のリスク評価に関する記事で、異常検知や予測分析を通じてAIがサイバーセキュリティをどのように強化できるかについて学びました。しかし、もし別の革新的な技術が登場し、分散型金融（DeFi）分野において新たな技術的パラダイムシフトを引き起こすとしたらどうでしょうか？さらに、その新技術が暗号技術を破ることで、DeFiが依存する基盤そのものを根本から覆すとしたら、どのようなことが起こるでしょうか？
量子コンピューティングの進展に伴い、多くの専門家は将来に対して懸念を抱いています。この懸念は暗号通貨誕生当初から存在しており、暗号技術自体が登場したときから続いていますが、Googleが2024年第四四半期に最新の量子コンピュータチップ「Willow」の発表をしたことで、さらにその懸念は高まりました。
そこで本稿では、量子コンピューティングの原理、それがDeFiに与える潜在的な脅威、そして業界が将来これに対して警戒すべきかどうかについて探っていきます。
従来のコンピューティングと量子コンピューティングの比較
量子コンピューティングの脅威について考察する前に、まず今日私たちが慣れ親しんでいる従来の計算システムとは根本的に異なるものであることを理解する必要があります。その理解を始めるには、デジタル情報の最小単位であるビット（bit）まで遡る必要があります。ビットはすべての現代コンピューティング技術の基本構成要素であり、歴史的に0または1で表されます。
この基本単位によって、現代コンピューティング技術はその上に構造的に発展することが可能になりました。二進法システムの強力さにより、より大きく複雑なシステムを構築できる堅固な基盤を築くことができます。
量子コンピューティングは、この計算単位の代替手段を創出することで、二進法システムの本質に挑戦しています。量子コンピューティングでは、代替となる量子ビット（qubit）は、従来のビットが取り得る状態だけでなく、1または0として符号化できるという複数の現実性の可能性も持っています。
重ね合わせ
重ね合わせ（Superposition）は量子コンピューティングの柱の一つですが、非常に抽象的で、一部の人にとっては理解しがたいかもしれません。従来のコンピューティングでは、ビットの状態は常に100％確定しており、1か0のいずれかです。一方、量子コンピューティングでは、量子ビット（qubit）は同時に1と0の両方を表すことができます。「はい」と「いいえ」が同時に存在するようなイメージです。これは伝統的な思考や古典モデルではあまり意味を持たないように思えます。
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（Erwin Schrödinger）が提唱した量子力学の不確定性原理に基づく思想実験、「シュレーディンガーの猫」です。この実験では、猫が密封された箱の中におり、ガイガーカウンターと放射性物質があり、物質が崩壊すると毒ガスが放出されるという状況を想像します。理論的には、放射性物質の崩壊プロセスは不確定であるため、箱を開けるまで猫は「生きている」かつ「死んでいる」状態にあると考えられます。なぜなら、実際に確認するまでどちらの状態が正確かわからないからです。同様に、量子ビットも計算操作が行われるまでは「生きている」かつ「死んでいる」状態にあります。
もつれ
まだ読み進めているということは、おめでとうございます。量子コンピューティングの概念があなたの頭を爆発させなかったようです。ここまでで量子ビットとは何か、どのように表現されるかを理解しました。次に、各量子ビット内部の粒子がどのように相互に関連しているかについて深掘りする必要があります。これがいわゆるもつれ（Entanglement）であり、量子コンピューティングの第二の柱です。
量子コンピューティングがシュレーディンガーの猫のような思想実験モデル上でどのように動作するかを見てきました。しかし、もつれの働きにより、この類推はさらに新しいレベルに押し上げられます。量子コンピューティングは単に二つの計算状態を同時に保持するだけでなく、複数の位置で相互作用し合い、互いに影響を与える複数の状況を含んでいます。迷路の中を進むことを想像してみてください。従来のコンピューティングでは、最初の道が行き止まりであれば、それはゼロと分類されます。二度目の試みも失敗すれば、順番に処理が続き、正しい答えが見つかるまで続けます。同じ状況下で、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が他のすべての状況に影響を与えます。
思想実験にすぎないのか？
量子コンピューティングの理論を理解しようとすることは非常に困難ですが、計算能力の革新的な向上を考える上では極めて重要です。量子ビットの重ね合わせともつれによって、量子コンピューティングが処理できる問題の規模と速度は、今日私たちが理解できる範囲をはるかに超えています。
以前の技術革新の限界に関する記事では、現代のデジタル情報のサイズの違いを示しました。5ページの文書ファイルが平均何KBを必要とするか、3分間のMP3音声ファイルが何MBを必要とするかといった情報を通じて、デジタルデータのスケールを理解することは、ビットから量子ビットへの基本構成要素の再構築がいかに複合的な効果を生むかを理解する鍵となります。
この参照枠を持つことで、量子コンピューティングの強大さを理解し始めることができます。Googleは、新たに発表した量子チップWillowが5分で解決する問題を、現在市場で最速の従来コンピュータは10の27乗年（十京京京年）かかると主張しています。5分対10,000,000,000,000,000,000,000,000年。その差は明らかです。
現代暗号の終焉か？
おそらく気づいているでしょうが、量子コンピューティングはDeFi業界にシステミックな脅威をもたらす可能性があります。これほど強大な計算能力は、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を置き換える可能性のある技術です。ブルートフォース攻撃によって瞬時に秘密鍵が明らかになり、ユーザーアカウントが盗まれる恐れがあります。
以前の記事でも触れたように、AIとブロックチェーンの相互運用性統合は「毒薬条項」効果を引き起こす可能性があり、悪意ある行為者がそれを利用できます。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れば、未来においてDeFi領域全体が数分以内に完全に崩壊するシナリオを容易に想像できます。
楽観視できる理由
量子コンピューティングがDeFiに与える脅威を心配している場合でも、楽観視できる複数の理由があります。まず、気づいていないかもしれませんが、量子コンピューティングは極めて複雑で困難かつ高価です。現在、存在する量子コンピュータは極めて少数に限られており、ほとんどがIBM、Google、Amazon、Alibabaなどの企業によって厳重に管理・制御された環境下で開発されています。これらの企業には、DeFiの暗号セキュリティを弱体化させるインセンティブはありません。なぜなら、そうすることは、伝統的銀行や国家防衛インフラ（原子炉や兵器システムなど）を保護するために使用されている同じ暗号セキュリティを破壊することになるからです。
第二に、私たちは自分の業界の重要性を過小評価しがちです。現在、DeFi分野の総鎖定価値（TVL）は1250億ドルですが、比較すると、依然として非常に若く規模の小さな業界です。貨幣市場銀行の時価総額は90兆9647億ドルを超え、石油・ガス統合産業は1090億ドル以上です。これは悲観的に聞こえるかもしれませんが、仮に量子コンピューティング技術が急速に発展し脅威になったとしても、DeFiを攻撃することは最も魅力の低いターゲットになります。なぜなら、世界中の他のあらゆる分野も同様に攻撃対象となり、むしろより脆弱だからです。たとえDeFiが標的になったとしても、我々はグローバルサプライチェーンの寸断、AGI（汎用人工知能）、核兵器の配備といったより緊急の課題における量子コンピューティング攻撃の社会的帰結に直面することになります。DeFiや秘密鍵の保護が、もはや最も優先される課題ではなくなるかもしれません。
さらに、技術の進歩や新たな脅威の出現に伴い、新たな解決策も生まれます。耐量子暗号（Post-Quantum Cryptography）は、現在この分野での重要なテーマです。開発者たちは、十分な安全保障なしに量子コンピューティングが解放された場合に生じる脅威を深く認識しています。米国国立標準技術研究所（NIST）は、世界的な耐量子暗号標準の確立を主導しています。
また、量子コンピューティングの出現は前向きな力でもあることを認識すべきです。量子コンピューティングモデルがもたらす強大な計算能力は、宇宙旅行からグローバルIoT、AI統合に至る分野での前例のない発見を促進します。一連の記事を通じて、AIが自動車、医療の飛躍的進展、創薬などでイノベーションを加速していることを見てきました。量子コンピューティングはこれをさらに高め、発見のペースを加速し、最も楽観的な未来学者の想像さえ超える速度で進展させるでしょう。
最後に、量子コンピューティングはまだ初期段階にあることを認めなければなりません。Willow量子チップが登場したとしても、量子コンピュータの現実世界での実用化は依然として限定的です。完全に機能し、現実世界と統合するためには、量子コンピュータは現在のデジタル環境を広範にインデックスする必要があります。各産業が量子コンピューティングの脅威に耐えうるように変革したり、あるいはその恩恵を受ける準備を整えたりすることは、社会が克服しなければならない困難な課題です。量子コンピューティングの将来がどうあれ、それは間違いなく興味深く、破壊的な道のりとなるでしょう。DeFi、AI、耐量子暗号がどのように対応するかは、21世紀を定義する時代の一つとなるはずです。
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