Bitcoin og andre digitale valutaer bliver i dag brugt af hver 10. europæiske husstand. Kina har desuden lanceret en digital version af yuanen, mens EU’s og USA’s centralbanker er i gang med at udvikle digitale euroer og dollars.
Men de digitale penge har alvorlige svagheder. For det første er eksperterne i tvivl om sikkerheden. For det andet udgør de nye valutaer en trussel mod klimaet – alene bitcoins har samme årlige strømforbrug som hele Hollands befolkning på 17,4 millioner mennesker.
Heldigvis arbejder forskerne på en løsning: et nyt sikkert og klimavenligt pengesystem baseret på kvantefysiske love, der strider mod almindelig sund fornuft.
Kvantefysik er vejen frem
Bitcoin og flere andre digitale valutaer er baseret på den såkaldte blockchain-teknologi. En blockchain er en lang og konstant voksende kæde af digitale blokke, som hver indeholder data om en række pengetransaktioner.
Modsat en traditionel bank, som har transaktionerne liggende i relativt få datacentre, bliver alle blockchain-transaktioner spredt ud på op mod 50.000 computere. De tusindvis af kopier gør det i princippet umuligt at hacke sig ind og stjæle folks bitcoins.
I praksis har der dog været flere eksempler på tyveri af digitale penge – fx blev digitale mønter med en samlet værdi på ca. 3,2 milliarder kroner i 2018 stjålet fra valutabørsen Coincheck.
Løsningen på de digitale valutaers problemer kan meget vel gemme sig i en kvantecomputer.
Blockchains største problem er dog strømforbruget. Konstruktionen af nye mønter kræver, at computere løser en masse kryptografiske gåder, som kræver strømsultne regnekræfter.
Løsningen på de digitale valutaers problemer kan meget vel gemme sig i de såkaldte kvantecomputere, som så småt er ved at blive til virkelighed. Kvantecomputere kan nemlig udføre beregninger langt hurtigere end traditionelle computere, og deres strømforbrug er samtidig mellem 100 og 1000 gange lavere – med en kæmpe CO2-besparelse som resultat.
I 2019 løste Googles kvantechip Sycamore en opgave på 200 sekunder, som det ifølge Google ville tage en traditionel supercomputer 10.000 år at løse.
En normal computer virker via såkaldte bit, der enten kan være i tændt eller slukket tilstand – kendt som 1 eller 0.
En kvantecomputer udnytter en af kvantefysikkens kontraintuitive særheder: at partikler kan eksistere i flere tilstande på én gang. En kvantebit kan dermed være både 0 og 1 på samme tid, og derfor øges regnehastigheden markant.
På en god dag kan den kinesiske kvantecomputer Zuchongzhi udregne kryptografiske gåder 10.000 milliarder gange hurtigere end verdens bedste traditionelle supercomputer.
Inden for et årti eller to vil kvantecomputerne formentlig blive så kraftige, at de kan bryde alle sikkerhedsmekanismerne i bl.a. bitcoinsystemet, men de rummer samtidig muligheden for en helt ny type digitale penge.
Fysik snyder falskmøntnere
Allerede i 1969 udarbejdede fysikeren Stephen Wiesner et nyt pengekoncept, som var baseret på kvantefysikkens bizarre love.
Disse kvantepenges vandmærke skulle bestå af partikler i en ukendt kvantetilstand. Sådan en tilstand vil ifølge kvantefysikken gå til grunde, hvis du forsøger at måle dens egenskaber – fx den retning, partiklerne drejer rundt i – akkurat som hvis du forsøgte at samle en spejling i en vandoverflade op med hænderne.
En falskmøntner ville dermed være ude af stand til at kopiere pengene.
Tidslinje: pengenes historiske kvantespring
10.000 f.Kr.
De første byttesystemer, hvor folk udvekslede varer med hinanden, stammer fra tidlige landbrugssamfund for mindst 12.000 år siden.
640 f.Kr.
De ældste penge bestående af mønter, som forskerne kender til, er fundet i det vestlige Tyrkiet og stammer fra ca. år 640 f.Kr.
1950
De første kreditkort lanceres i 1950. 20 år senere introduceres så magnetstriben, som kendes fra de første betalingsterminaler.
1980
Verdens første netbank åbner i 1980 i USA. Det er dog først i løbet af 1990’erne, at fænomenet for alvor bliver populært.
2009
Digitale penge begynder at gøre deres indtog, da bitcoin bliver lanceret i 2009. I dag findes der tusindvis af digitale valutaer.
Kender du derimod kvantetilstanden i forvejen, kan du godt måle på den uden at ødelægge den – og i Wiesners koncept ville kvantetilstanden være kendt af en centralbank. Denne bank ville som den eneste kunne afgøre, om pengene var ægte eller ej.
Problemet er, at en centralbank er sårbar over for angreb, og forskerne ønsker derfor at skabe et decentraliseret system. Det har vist sig at være sværere end antaget – men en ny løsning bringer os tættere på målet.
Gitter beskytter pengene
Professor Peter Shor fra det amerikanske universitet MIT er ekspert i kvantecomputere, og i 2022 udviklede han sammen med sine kolleger en ny version af kvantepenge.
Idéen bag det nye koncept var at skabe penge, hvis ægthed kan bekræftes af alle og enhver, men som samtidig er umulige at forfalske.
I stedet for at gemme nøglen til pengenes hemmelige kvantetilstand i en centralbank vil Peter Shor sikre den bag en offentligt tilgængelig kode, som selv ikke en kvantecomputer kan bryde.
Kvantepenge har ubrydelig kode
1. Vandmærke gemmer sig bag kode
Kvantepengenes vandmærke består af en hemmelig kvantetilstand, hvis egenskaber er gemt bag en kode i form af et flerdimensionelt gitter. Koden kan kun brydes, ved at man finder den korteste vej mellem to punkter i gitteret (gul pil).
2. Kode er umulig at bryde
For at forfalske kvantepenge er du nødt til enten at måle kvantetilstanden eller knække koden. Men et forsøg på at måle vil ødelægge tilstanden, og selv en kvantecomputer kan ikke knække koden (røde pile: forkerte løsninger).
3. Kvantecomputer tjekker ægthed
En kvantecomputer kan til gengæld beregne et gæt på kodens svar (stor gul pil), som er tilpas tæt på det rigtige svar. Gættet holdes op mod visse egenskaber ved pengenes kvantetilstand, og hvis de matcher, er pengene ægte.
Koden består af et flerdimensionelt gitter, og den kan kun brydes, ved at man finder den korteste vej mellem to punkter i gitteret. Denne opgave er i praksis umulig at løse, og dermed kan pengene ikke kopieres.
En kvantecomputer kan til gengæld komme med et gæt, som er så tilpas tæt på det rigtige svar, at pengenes ægthed alligevel kan verificeres.
Andre forskere har påpeget fejl i Shors koncept, og nogle mener tilmed, at det aldrig kan komme til at virke. Uanset hvad, bringer nye koncepter som dette forskerne tættere på en brugbar løsning.
Techgiganter står i kø
Mens Peter Shor grubler videre over sine kvantepenge, arbejder andre forskere på at optimere de kvantecomputere, som er forudsætningen for, at kvantepenge kan komme til at virke.
Techselskaber som IBM, Google og Amazon og internationale banker som HSBC og Barclays investerer årligt op mod ti milliarder kroner i kvantemaskinerne.
En af hovedudfordringerne er, at kvantecomputerne kun fungerer, hvis de nedkøles til det absolutte nulpunkt på -273,15 grader celsius og beskyttes mod enhver forstyrrelse fra omgivelserne. De er altså endnu alt for ustabile til at håndtere dine penge.
Dermed vil der stadig gå adskillige år, før kvantecomputerne er klar til at trykke dine nye kvantepenge.
Men når det sker, vil det til gengæld blive det billigste, sikreste og grønneste pengesystem nogensinde.