Googleは、量子コンピューティング分野で画期的な進展を発表し、エラーを40分の1に低減する技術を実証しました。この技術は、高性能な量子コンピュータの実用化を促進する可能性があります。この進展は、将来の量子コンピュータがビットコインやその他のデジタル資産のセキュリティを支える暗号技術を脅かす恐れがあるとして、研究者たちから警告の声が高まっている中で実現したものです。
ビットコイン「Q-Day」迫る Googleが「魔法の」量子突破を強調
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主なポイント：
- Googleの研究者らはエラーを40分の1に低減することに成功し、高性能な量子コンピュータの開発を前進させました。
- 将来の量子コンピュータはビットコインの暗号技術を解読する可能性があり、公開鍵が漏洩したウォレットを脅かす恐れがあります。
- 研究者たちは量子耐性のある保護策を模索していますが、ビットコインネットワークのアップグレードには技術面および調整面での大きな課題が伴います。
Googleの最新の量子コンピューティングにおける画期的な成果
Google Quantum AIは木曜日、同社の量子プロセッサ「Willow」を用いて「マジック・ステート・カルティベーション（magic state cultivation）」と呼ばれる技術の実証に成功し、大規模で誤り訂正機能を備えた量子コンピュータの開発における長年の障壁を克服したと発表した。
科学誌『Science』に掲載された本研究では、この処理を施さない量子状態と比較してエラーを40分の1に低減できました。また、研究チームは論理忠実度が99.99％という記録的な値を達成したT状態を生成し、量子計算の重要な要素において極めて高い精度を実証しました。
マジック状態とは、汎用量子コンピューティングに必要な特定の演算を実行するために必要な特殊な量子リソースです。これらを確実に生成することは長年の技術的課題とされてきました。ある推計によれば、量子コンピュータの処理能力の最大95％がその生成に費やされる可能性があるとされています。
Googleの手法は、プロセッサの小さな領域にノイズの多い量子状態を導入し、協調的な測定でエラーを検出して不適切な試行を排除することで、このボトルネックに対処しました。また、研究チームは、異なるエラー訂正アーキテクチャ間で浄化された量子状態を転送する手法も実証しました。これは量子システムのスケールアップにとって重要な機能です。
Googleは依然として多くの技術的課題が残っていることを認めつつも、今回の成果を従来のコンピュータでは解決できない問題を解くことのできる実用的な耐故障性量子コンピュータを構築するための重要な一歩であると説明しました。
ビットコインに対する量子セキュリティの脅威
この画期的な成果は、ビットコインの暗号セキュリティが量子コンピューティングに対して最終的に脆弱になることへの懸念をさらに強めるものであり、これは「Q-Day」として知られる予想される節目である。
3月には、Googleの研究者らが別の分析結果を発表し、ビットコインのデジタル署名を支える楕円曲線暗号を破るには50万個未満の物理量子ビットで済む可能性があり、これは従来の推定値の約20分の1に相当すると示唆しました。
また、十分に高度な量子コンピュータであれば、公開鍵からビットコインの秘密鍵を約9分で導き出すことが理論上可能であり、攻撃者が取引が確認される前に取引を傍受する恐れがあると指摘しました。研究者らは、公開鍵（古いウォレット形式や再利用されたアドレスを含む）を通じて約690万BTCが危険にさらされる可能性があると推定しました。
ただし、現時点ではそのような攻撃を実行できる量子コンピュータは存在しません。Googleの最新の「マジックステート」に関する研究はビットコインの暗号を破る能力を実証したものではありませんが、将来的にはそれが可能となるかもしれない機械の開発における技術的障壁の一つに取り組んでいます。
9月にはフィデリティ・デジタル・アセットが、十分な性能を持つ量子コンピュータが最終的に公開されたビットコインの公開鍵から秘密鍵を導き出す可能性があると警告しました。同社は、SHRINCSと呼ばれる提案されたアプローチを含む量子耐性のある署名システムを検討するとともに、ビットコインの取引処理能力を低下させ、手数料を増加させる可能性のある大規模な署名によって生じる問題を指摘しました。
今後の課題
ちょうど今週、暗号資産取引所のコインベースは、ビットコインを量子耐性のある暗号方式に移行する際の課題を概説した詳細な評価報告書を公表しました。ビットコインの供給量の約15％を保管しているとされる同取引所は、既存の署名アルゴリズムの置き換えは解決策の一部に過ぎないと強調しました。 開発者は、機関向けカストディシステム、ブロックチェーンの容量制限、既存のウォレットとの互換性、休眠アドレスに保有されている資金についても考慮する必要があります。コインベースは、BIP-360などの提案を、より適応性の高い暗号保護を導入するための潜在的な基盤として挙げました。
特に難しい課題は、所有者が秘密鍵を紛失していたり、何らかの理由で資金を新しいセキュリティ基準に移行できないウォレットに保管されているビットコインに関するものです。こうした保有分は、ネットワークが量子耐性のある保護策を採用した後も、依然としてリスクにさらされたままになる可能性があります。
Googleは別途、自社のシステムをポスト量子暗号へ移行する目標を2029年と定めており、業界全体で準備が進んでいることを浮き彫りにしています。
ビットコインにとっての課題は、差し迫ったセキュリティ上の欠陥ではなく、量子コンピュータが既存の保護策を脅かすほど強力になる前に、分散型ネットワーク全体でアップグレードを調整するという、潜在的に長期にわたるプロセスにある。
コインベースは、量子耐性のあるセキュリティが実用化されるまでに、ビットコインが克服しなければならない技術的・運用上の課題を明らかにしました。
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この記事はAIを使用して英語から翻訳されました。英語の原文が正式な情報源であり、自動翻訳には、特に法律および規制に関する用語において不正確な部分が含まれる場合があります。
