量子比特币：一种由量子力学不可克隆定理保障的匿名分布式货币

数字货币比特币自2008年首次提出以来取得了显著增长。其分布式特性通过使用密码学方法和称为区块链的数据结构，在没有中央权威的情况下实现货币交易。在本文中，我们利用量子力学的不可克隆定理引入量子比特币，一种类似比特币、运行在量子计算机上的货币。我们展示了我们对量子碎片和两个区块链的构造允许不受信任的对等节点铸造量子货币而不危及货币完整性。量子比特币协议相比经典比特币有几个优势，包括交易的即时本地验证。这是一个重大改进，因为我们不再需要比特币使用的计算密集且耗时的将所有交易记录在区块链中的方法。相反，量子比特币只记录新铸造的货币，这大幅减少了足迹并提高了效率。我们给出了防伪抵抗的形式化安全证明，并展示量子比特币在磨损前可被重复使用大量次数——就像普通硬币和纸币一样。量子比特币是首个分布式量子货币系统，我们展示了缺乏纸质踪迹意味着用户的完全匿名。此外，没有交易费，并且系统可扩展到任意交易量。