Побитый рекорд в области квантовых вычислений повышает ставки в вопросе безопасности биткоина

Точность квантовых вычислений стремительно растет

В понедельник компания Quantinuum сообщила, что её квантовый компьютер Helios достиг уровня логической погрешности, составляющего всего пять ошибок на миллион операций, что в десять раз превосходит предыдущий рекорд, установленный в сентябре. Компания утверждает, что этот результат также в 100 раз превосходит лучший опубликованный результат, полученный с использованием конкурирующих архитектур квантового оборудования, о котором ранее сообщала компания Google Quantum AI.

Этот прорыв решает одну из самых серьезных проблем квантовых вычислений: обеспечение точности вычислений, несмотря на чрезвычайную чувствительность квантовых битов, или кубитов, к ошибкам. В отличие от традиционных компьютеров, квантовые системы требуют сложных методов коррекции ошибок для надежного выполнения сложных вычислений.

Quantinuum добилась этого результата с помощью метода, известного как «цветовой код», который объединяет несколько физических кубитов в более надёжные логические кубиты. Исследователи компании также продемонстрировали, что количество ошибок снижалось экспоненциально по мере повышения уровня защиты: каждое протестированное повышение уровня защиты сокращало количество оставшихся логических ошибок в 12 раз.

Эти результаты основываются на сентябрьском прорыве компании Quantinuum, в ходе которого на том же аппаратном обеспечении Helios был использован другой метод исправления ошибок.

«Мы преодолели порог, необходимый для экспоненциального повышения точности, укрепив наш путь к проекту Apollo и показав, как мы можем помочь пользователям раскрыть коммерческую ценность квантовых технологий в широком масштабе», — заявил генеральный директор Quantinuum Раджиб Хазра в своем заявлении.

Компания сообщила, что её последнее достижение выводит показатели коррекции ошибок в целевой диапазон для «Apollo» — планируемого универсального отказоустойчивого квантового компьютера, запуск которого ожидается к 2029 году.

Робин Блум-Кохаут, содиректор Лаборатории квантовых вычислений Национальной лаборатории Сандия, который не участвовал в исследовании, назвал это достижение важной вехой. По его словам, полученные результаты позволяют предположить, что масштабированная система сможет обеспечить полезные отказоустойчивые вычисления с использованием менее одного миллиона физических кубитов.

Тем не менее эти результаты касаются конкретного теста по коррекции ошибок, а не демонстрации крупномасштабного квантового компьютера общего назначения. Прежде чем такие системы смогут надежно выполнять сложные алгоритмы, предстоит решить ряд серьезных инженерных задач.

Квантовая угроза для биткоина становится все более актуальной

Это объявление последовало за отдельным прорывом, о котором на прошлой неделе сообщила компания Google Quantum AI: исследователи продемонстрировали технику под названием «культивирование магических состояний», которая позволила сократить количество ошибок в 40 раз. В ходе исследования была достигнута логическая точность на уровне 99,99% при генерации специализированных квантовых состояний, необходимых для определенных сложных вычислений.

Как сообщал Bitcoin.com News, прогресс Google вновь вызвал опасения по поводу «Q-Day» — гипотетического момента, когда квантовые компьютеры станут достаточно мощными, чтобы взломать широко используемые криптографические системы.

Ранее в этом году исследователи Google подсчитали, что для взлома криптографии на основе эллиптических кривых, используемой в цифровых подписях Биткойна, может потребоваться менее 500 000 физических кубитов — примерно в 20 раз меньше, чем предполагалось в некоторых предыдущих оценках.

В ходе исследования также был описан теоретический сценарий, при котором современный квантовый компьютер сможет вычислить закрытый ключ биткоина на основе утечённого открытого ключа примерно за девять минут.

Исследователи подсчитали, что около 6,9 млн BTC — почти треть от общего возможного предложения биткойнов — потенциально уязвимы, поскольку их открытые ключи уже стали достоянием общественности, включая средства, хранящиеся в кошельках старых форматов и на повторно используемых адресах.

Хотя последний прорыв компании Quantinuum не демонстрирует способности взломать криптографию биткоина, он представляет собой прогресс на пути к надежным квантовым вычислениям, которые в конечном итоге могут сделать такие атаки возможными.

Эти события активизировали дискуссии о подготовке криптовалютных сетей к постквантовому миру. Компания Fidelity Digital Assets предупредила, что раскрытые открытые ключи биткоинов могут стать уязвимыми, а Coinbase подчеркнула технические сложности перехода сети биткоина на квантово-устойчивую криптографию.

В число потенциальных мер защиты входят новые схемы цифровой подписи, однако их внедрение может потребовать существенных изменений в инфраструктуре Биткойна, включая увеличение размера подписей, обновление кошельков и координацию действий в рамках децентрализованной сети.

Особую сложность представляет проблема неактивных биткойн-активов, владельцы которых, возможно, не смогут перенести свои средства на квантово-устойчивые адреса.

На данный момент ни один из существующих квантовых компьютеров не способен взломать криптографическую защиту Биткойна. Однако с учетом того, что компания Quantinuum планирует запустить свою отказоустойчивую систему Apollo к 2029 году, а Google добивается стремительного прогресса в разработке соответствующих технологий, гонка за созданием квантово-устойчивой инфраструктуры криптовалют приобретает все большую актуальность.