Nieuw record op het gebied van kwantumcomputers legt de lat voor de beveiliging van Bitcoin nog hoger

De kwantumnauwkeurigheid verbetert snel

Quantinuum maakte maandag bekend dat zijn Helios-kwantumcomputer een logisch foutenpercentage van slechts vijf fouten per miljoen bewerkingen heeft bereikt, een tienvoudige verbetering ten opzichte van het vorige record dat in september werd gevestigd. Het bedrijf beweert dat het resultaat ook 100 keer beter is dan het beste gepubliceerde resultaat met concurrerende kwantumhardwarearchitecturen, zoals eerder gerapporteerd door Google Quantum AI.

Deze doorbraak biedt een oplossing voor een van de grootste uitdagingen van kwantumcomputers: het nauwkeurig houden van berekeningen ondanks de extreme gevoeligheid van kwantumbits, of qubits, voor fouten. In tegenstelling tot conventionele computers hebben kwantumsystemen geavanceerde foutcorrectietechnieken nodig om complexe berekeningen betrouwbaar uit te voeren.

Quantinuum bereikte het resultaat met behulp van een techniek die bekendstaat als een „kleurcode“, waarbij meerdere fysieke qubits worden gecombineerd tot betrouwbaardere logische qubits. De onderzoekers van het bedrijf toonden ook aan dat het aantal fouten exponentieel afnam naarmate ze het beschermingsniveau verhoogden, waarbij elke geteste verhoging het aantal resterende logische fouten met een factor 12 verminderde.

De resultaten bouwen voort op de doorbraak van Quantinuum in september, waarbij een andere foutcorrectiemethode werd gebruikt op dezelfde Helios-hardware.

"We hebben de drempel overschreden die nodig is voor exponentiële verbeteringen in nauwkeurigheid, wat ons traject naar Apollo versterkt en laat zien hoe we gebruikers kunnen helpen om op grote schaal commerciële waarde uit kwantumtechnologie te halen", aldus Rajeeb Hazra, CEO van Quantinuum, in een verklaring.

Het bedrijf zei dat deze nieuwste prestatie de foutcorrectieprestaties binnen het streefbereik brengt voor Apollo, de geplande universele fouttolerante kwantumcomputer die naar verwachting in 2029 klaar zal zijn.

Robin Blume-Kohout, mededirecteur van het Quantum Performance Lab van Sandia National Laboratories, die niet bij het onderzoek betrokken was, noemde de prestatie een belangrijke mijlpaal. Hij zei dat de bevindingen suggereren dat een opgeschaald systeem bruikbare fouttolerante berekeningen zou kunnen uitvoeren met minder dan een miljoen fysieke qubits.

De resultaten hebben echter betrekking op een specifieke benchmark voor foutcorrectie en niet op een demonstratie van een grootschalige, universele kwantumcomputer. Er zijn nog aanzienlijke technische uitdagingen te overwinnen voordat dergelijke systemen complexe algoritmen betrouwbaar kunnen uitvoeren.

De kwantumdreiging voor Bitcoin komt in beeld

De aankondiging volgt op een afzonderlijke doorbraak die vorige week door Google Quantum AI werd bekendgemaakt, waarbij onderzoekers een techniek demonstreerden die „magic state cultivation“ wordt genoemd en die fouten met een factor 40 verminderde. Het onderzoek bereikte een logische getrouwheid van 99,99% bij het produceren van gespecialiseerde kwantumtoestanden die nodig zijn voor bepaalde geavanceerde berekeningen.

Zoals Bitcoin.com News meldde, heeft de vooruitgang van Google de bezorgdheid over „Q-Day“ opnieuw aangewakkerd: het hypothetische moment waarop kwantumcomputers krachtig genoeg worden om veelgebruikte cryptografische systemen te kraken.

Eerder dit jaar schatten onderzoekers van Google dat het kraken van de elliptische-curve-cryptografie die in de digitale handtekeningen van Bitcoin wordt gebruikt, minder dan 500.000 fysieke qubits zou vereisen, ongeveer 20 keer minder dan sommige eerdere schattingen.

Het onderzoek schetste ook een theoretisch scenario waarin een geavanceerde kwantumcomputer in ongeveer negen minuten een privé-sleutel van een bitcoin zou kunnen afleiden uit een openbaar gemaakte publieke sleutel.

Onderzoekers schatten dat ongeveer 6,9 miljoen BTC – bijna een derde van de totale mogelijke voorraad aan bitcoin – potentieel kwetsbaar zou kunnen zijn omdat hun openbare sleutels al zijn blootgesteld, inclusief middelen die worden bewaard in oudere walletformaten en hergebruikte adressen.

Hoewel de nieuwste doorbraak van Quantinuum nog niet aantoont dat de cryptografie van Bitcoin kan worden gekraakt, betekent het wel vooruitgang op weg naar betrouwbare kwantumcomputers die dergelijke aanvallen uiteindelijk mogelijk zouden kunnen maken.

De ontwikkelingen hebben de discussies aangewakkerd over het voorbereiden van cryptovalutanetwerken op een post-kwantumwereld. Fidelity Digital Assets heeft gewaarschuwd dat blootgestelde openbare Bitcoin-sleutels kwetsbaar zouden kunnen worden, terwijl Coinbase de nadruk heeft gelegd op de technische uitdagingen bij de overgang van het Bitcoin-netwerk naar kwantumresistente cryptografie.

Mogelijke verdedigingsmaatregelen zijn onder meer nieuwe systemen voor digitale handtekeningen, maar de implementatie daarvan zou aanzienlijke wijzigingen in de infrastructuur van Bitcoin kunnen vereisen, waaronder grotere handtekeningen, wallet-upgrades en coördinatie binnen het gedecentraliseerde netwerk.

Een bijzonder lastig probleem betreft slapende Bitcoin-tegoeden waarvan de eigenaren mogelijk niet in staat zijn hun tegoeden over te zetten naar kwantumbestendige adressen.

Voorlopig is er nog geen kwantumcomputer die de cryptografische beveiliging van Bitcoin kan kraken. Maar nu Quantinuum 2029 als streefdatum heeft voor zijn fouttolerante Apollo-systeem en Google snel vooruitgang boekt met aanverwante technologieën, wordt de race om kwantumbestendige infrastructuur voor cryptovaluta te ontwikkelen steeds urgenter.