Побитий рекорд у галузі квантових обчислень підвищує ставки щодо безпеки біткойна

Точність квантових обчислень стрімко зростає

У понеділок компанія Quantinuum повідомила, що її квантовий комп’ютер Helios досяг рівня логічної помилковості усього п’ять помилок на мільйон операцій, що вдесятеро краще за попередній рекорд, встановлений у вересні. Компанія стверджує, що цей результат також у 100 разів кращий за найкращий опублікований результат, отриманий за допомогою конкуруючих архітектур квантового обладнання, про що раніше повідомляла Google Quantum AI.

Цей прорив вирішує одну з найбільших проблем квантових обчислень: забезпечення точності розрахунків попри надзвичайну чутливість квантових бітів, або кубітів, до помилок. На відміну від звичайних комп’ютерів, квантові системи потребують складних методів виправлення помилок для надійного виконання складних обчислень.

Quantinuum досягла цього результату, використовуючи техніку, відому як «колірний код», яка об’єднує кілька фізичних кубітів у більш надійні логічні кубіти. Дослідники компанії також продемонстрували, що кількість помилок експоненціально зменшувалася в міру підвищення рівня захисту, причому кожне протестоване підвищення зменшувало кількість логічних помилок, що залишилися, у 12 разів.

Ці результати ґрунтуються на вересневому прориві Quantinuum, під час якого на тому самому апаратному забезпеченні Helios було застосовано інший метод виправлення помилок.

«Ми подолали поріг, необхідний для експоненціального підвищення точності, зміцнивши наш шлях до Apollo та можливості допомогти користувачам розкрити комерційну цінність квантових технологій у великих масштабах», — зазначив у своїй заяві генеральний директор Quantinuum Раджіб Хазра.

Компанія зазначила, що її останнє досягнення виводить ефективність виправлення помилок у цільовий діапазон для «Apollo» — запланованого універсального квантового комп’ютера з відмовостійкістю, випуск якого очікується до 2029 року.

Робін Блум-Кохаут, співдиректор Лабораторії квантової продуктивності Національних лабораторій Сандія, який не брав участі в дослідженні, назвав це досягнення важливою віхою. Він зазначив, що отримані результати свідчать про те, що масштабована система зможе забезпечити корисні обчислення з відмовостійкістю, використовуючи менше ніж один мільйон фізичних кубітів.

Проте ці результати стосуються конкретного тесту на виправлення помилок, а не демонстрації великомасштабного квантового комп’ютера загального призначення. До того, як такі системи зможуть надійно виконувати складні алгоритми, залишаються значні інженерні виклики.

Квантова загроза для біткойна стає все більш актуальною

Ця новина з’явилася слідом за окремим проривом, про який минулого тижня повідомила компанія Google Quantum AI: дослідники продемонстрували техніку під назвою «культивація магічних станів», яка дозволила зменшити кількість помилок у 40 разів. У ході дослідження було досягнуто 99,99% логічної точності у створенні спеціалізованих квантових станів, необхідних для певних складних обчислень.

Як повідомляв Bitcoin.com News, прогрес Google поновив занепокоєння щодо «Q-Day» — гіпотетичного моменту, коли квантові комп’ютери стануть достатньо потужними, щоб зламати широко використовувані криптографічні системи.

Раніше цього року дослідники Google підрахували, що для зламу криптографії на основі еліптичних кривих, яка використовується у цифрових підписах біткойна, може знадобитися менше ніж 500 000 фізичних кубітів — це приблизно у 20 разів менше, ніж передбачали деякі попередні оцінки.

У дослідженні також було описано теоретичний сценарій, за якого сучасний квантовий комп’ютер міг би отримати приватний ключ біткойна на основі оприлюдненого публічного ключа приблизно за дев’ять хвилин.

Дослідники підрахували, що близько 6,9 мільйона BTC — майже третина від загального можливого обсягу біткойнів — потенційно можуть бути вразливими, оскільки їхні відкриті ключі вже стали відомими, включаючи кошти, що зберігаються у старих форматах гаманців та на адресах, що використовувалися повторно.

Хоча останній прорив компанії Quantinuum не демонструє жодної здатності зламати криптографію біткойна, він є кроком уперед на шляху до надійних квантових обчислень, які зрештою можуть зробити такі атаки реальними.

Ці події посилили дискусії щодо підготовки мереж криптовалют до постквантового світу. Компанія Fidelity Digital Assets попередила, що оприлюднені відкриті ключі біткойна можуть стати вразливими, тоді як Coinbase наголосила на технічних викликах, пов’язаних із переходом мережі біткойна на квантостійку криптографію.

Серед потенційних засобів захисту — нові схеми цифрового підпису, але їхнє впровадження може вимагати суттєвих змін в інфраструктурі біткойна, зокрема збільшення розміру підписів, оновлення гаманців та координації дій у децентралізованій мережі.

Особливо складним питанням є неактивні біткойн-активи, власники яких можуть не мати можливості перенести свої кошти на квантостійкі адреси.

Наразі жоден існуючий квантовий комп’ютер не здатний зламати криптографічний захист біткойна. Однак, з огляду на те, що компанія Quantinuum планує запустити свою відмовостійку систему Apollo у 2029 році, а Google досягає стрімкого прогресу у розробці відповідних технологій, гонка за створенням квантостійкої інфраструктури криптовалют набуває все більшої актуальності.