Bitcoin og andre digitale valutaer blir i dag brukt av hver tiende europeiske husstand. Kina har dessuten lansert en digital versjon av yuan, mens sentralbankene i EU og USA er i gang med å utvikle digitale euro og dollar.
Men de digitale pengene har alvorlige svakheter. For det første er ekspertene i tvil om sikkerheten. For det andre utgjør de en trussel mot klimaet – bare bitcoin har samme årlige strømforbruk som hele befolkningen i Nederland, 17,4 millioner mennesker.
Heldigvis jobber forskerne med en løsning: et trygt og klimavennlig pengesystem basert på kvantefysiske lover som strider mot vanlig sunn fornuft.
Kvantefysikk er veien fram
Bitcoin og flere andre digitale valutaer er basert på såkalt blokkjedeteknologi. En blokkjede er en lang og kontinuerlig voksende kjede av digitale blokker som inneholder data om en rekke transaksjoner.
I motsetning til en tradisjonell bank, som har transaksjonene liggende i relativt få datasentre, blir alle blokkjedetransaksjoner spredt ut over opp til 50 000 datamaskiner. Det gjør det i prinsippet umulig å hacke seg inn overalt og stjele bitcoin.
I praksis har det imidlertid vært flere eksempler på tyveri av digitale penger – for eksempel ble digitale mynter med en samlet verdi på om lag 3,2 milliarder kroner i 2018 stjålet fra valutabørsen Coincheck.
Løsningen på problemene med de digitale valutaene kan kanskje skjule seg i en kvantedatamaskin.
Det største problemet med blokkjedene er imidlertid strømforbruket. Det å lage nye mynter krever at datamaskiner løser en mengde kryptografiske gåter, noe bare datamaskiner som bruker massevis av strøm, kan klare.
Løsningen på problemene med de digitale valutaene kan kanskje skjule seg i de såkalte kvantedatamaskinene, som er i ferd med å bli virkelighet. Kvantedatamaskiner kan utføre beregninger mye raskere enn tradisjonelle datamaskiner, og samtidig er strømforbruket bare en hundre- eller til og med tusendel, noe som blant annet gir store kutt i CO2-utslipp.
I 2019 løste Googles kvantebrikke Sycamore en oppgave på 200 sekunder som det ifølge Google ville ta en tradisjonell superdatamaskin 10 000 år å løse.
En vanlig datamaskin er basert på såkalte bits, som enten kan være av eller på og bety enten 0 eller 1.
En kvantedatamaskin utnytter en av kvantefysikkens kontraintuitive merkverdigheter: at partikler kan eksistere i flere tilstander på en gang. En kvantebit kan dermed være både 0 og 1 samtidig, og derfor økes regnehastigheten dramatisk.
På en god dag kan den kinesiske kvantedatamaskinen Zuchongzhi løse kryptografiske gåter ti billioner ganger så raskt som verdens beste tradisjonelle superdatamaskin.
I løpet av et tiår eller to vil kvantedatamaskinene antagelig bli så kraftige at de kan bryte alle sikkerhetsmekanismene i blant annet bitcoinsystemet, men de rommer samtidig muligheten for en helt ny type digitale penger.
Fysikk lurer juksemakere
Allerede i 1969 utarbeidet fysikeren Stephen Wiesner et nytt pengekonsept som var basert på kvantefysikkens merkelige lover.
Disse kvantepengene skulle ha et vannmerke som besto av partikler i en ukjent kvantetilstand. En slik tilstand vil ifølge kvantefysikken gå til grunne hvis du forsøker å måle for eksempel den retningen partiklene snurrer. Det blir omtrent som å prøve å plukke opp et speilbilde i en vannoverflate med hendene.
En falskmyntner ville dermed være ute av stand til å kopiere pengene.
Tidslinje: Pengenes historiske kvantesprang
10 000 f.Kr.
De første byttesystemene der folk utvekslet varer med hverandre, stammer fra tidlige jordbrukssamfunn for minst 12 000 år siden.
640 f.Kr.
De eldste myntene forskerne kjenner til, er funnet i det vestlige Tyrkia og stammer fra om lag år 640 f.Kr.
1950
De første kredittkortene lanseres i 1950. Tjue år senere introduseres så magnetstripen som er kjent fra de første betalingsterminalene.
1980
Verdens første nettbank åpner i 1980 i USA. Det er imidlertid først i løpet av 1990-tallet at fenomenet virkelig blir populært.
2009
Digitale penger begynner å gjøre sitt inntog når bitcoin blir lansert i 2009. I dag finnes det tusenvis av digitale valutaer.
Kjenner du til kvantetilstanden fra før, trenger du ikke ødelegge den – og i Wiesners konsept ville kvantetilstanden være kjent av en sentralbank. Denne banken ville være den eneste som kunne avgjøre om pengene var ekte eller ikke.
Problemet er at en sentralbank er sårbar overfor angrep, og forskerne ønsker derfor å skape et desentralisert system. Det har vist seg å være vanskeligere enn antatt – men en ny løsning bringer oss nærmere målet.
Gitter beskytter pengene
Professor Peter Shor fra det amerikanske universitetet MIT er ekspert på kvantedatamaskiner, og i 2022 utviklet han sammen med en gruppe kolleger en ny versjon av kvantepenger.
Ideen bak det nye konseptet var å skape penger som alle og enhver kunne verifisere, men som samtidig var umulige å forfalske.
I stedet for å gjemme nøkkelen til en hemmelig kvantetilstand i en sentralbank vil Shor sikre den bak en offentlig tilgjengelig kode som selv ikke en kvantedatamaskin kan bryte.
Kvantepenger har ubrytelig kode
1 Vannmerke skjuler seg bak kode
Kvantepengenes vannmerke består av en hemmelig kvantetilstand med egenskaper som er skjult bak en kode i form av et flerdimensjonalt gitter. Koden kan bare brytes ved at man finner den korteste veien mellom to punkter i gitteret (gul pil).
2 Koden er uknekkelig
For å forfalske kvantepenger må du enten måle kvantetilstanden eller knekke koden. Men et forsøk på å måle tilstanden vil ødelegge den, og ikke engang en kvantedatamaskin kan knekke koden (røde piler: feil løsninger).
3 Kvantedatamaskin sjekker ekthet
En kvantedatamaskin, derimot, kan finne et svar (stor gul pil) som ligner på det riktige svaret. Det holdes opp mot visse egenskaper ved pengenes kvantetilstand, og hvis de samsvarer, er pengene ekte.
Koden består av et flerdimensjonalt gitter, og den kan bare knekkes ved at man finner den korteste veien mellom to punkter. Denne oppgaven er i praksis umulig å løse, og dermed kan ikke pengene kopieres.
En kvantedatamaskin kan derimot komme med et svar som er så nær det riktige at pengene kan verifiseres.
Andre forskere har påpekt feil i Shors konsept, og noen mener at det aldri kan virke. Uansett bringer slike nye konsepter forskerne nærmere en brukbar løsning.
Teknologigiganter står i kø
Mens Peter Shor grubler videre på kvantepengene sine, jobber andre forskere med å forbedre de kvantedatamaskinene som er forutsetningen for at de kan virke.
Teknologiselskaper som IBM, Google og Amazon og internasjonale banker som HSBC og Barclays investerer årlig opp mot ti milliarder kroner i kvantemaskinene.
En av hovedutfordringene er at kvantedatamaskinene bare fungerer hvis de kjøles ned mot det absolutte nullpunktet på –273,15 grader celsius og beskyttes mot enhver forstyrrelse fra omgivelsene. De er fortsatt altfor ustabile til å håndtere pengene dine.
Dermed vil det fortsatt gå flere år før kvantedatamaskinene er klare til å trykke de nye kvantepengene dine.
Men når det skjer, vil det til gjengjeld bli det billigste, tryggeste og grønneste pengesystemet noen gang.