量子研究人员称，3万个量子比特仅需一小时即可破解比特币密钥

比特币的“Q-Day”威胁日益临近

这家总部位于巴黎和波士顿的公司周四宣布，其研究人员估算，一台配备约29,588个物理量子位的容错量子计算机，仅需61.8分钟即可破解一个256位的椭圆曲线密码学问题。 该数学问题是用于授权比特币交易的数字签名的基础。 这项发表在最新研究论文中的发现还表明，22,593个物理量子比特可在约3.14天内破解RSA-2048加密，这比早前的估计大幅缩短了时间。 2019年，研究人员曾预测，分解RSA-2048需要大约2000万个物理量子比特，而谷歌量子人工智能（Google Quantum AI）去年给出的修订估计值将这一数字降至100万以下。

Alice & Bob 表示，其最新计算结果为最小化量子硬件需求与处理时间的组合树立了新的基准。该研究依赖于一种被称为“猫量子比特”的专用超导技术，该技术旨在硬件层面上减少某些量子错误。 研究人员将该方法与更高效的纠错码相结合，并对肖尔算法所需的数学运算进行了优化——这种量子计算方法能够破解广泛使用的公钥加密技术。该公司强调，其研究结果仅为理论资源估算，并非现有量子计算机能够破解比特币密钥的证据。 构建能够可靠执行这些计算的机器仍然是一项重大的工程挑战。对于比特币而言，其影响主要集中在椭圆曲线数字签名系统上，该系统允许用户证明资金的所有权。一台足够强大的量子计算机理论上可以从已暴露的公钥推算出私钥，从而使攻击者能够生成未经授权的签名并窃取加密货币。

爱丽丝与鲍勃预计需耗时一小时的攻击，仍将超过比特币约10分钟的平均区块间隔，这限制了在普通交易等待确认期间对其发起攻击的即时可行性。然而，与已暴露公钥相关的币可能面临更严重的威胁，因为攻击者未必需要在下一个区块生成之前完成计算。

步伐正在加快

此次公告发布之际，近期一系列进展表明，量子攻击的技术障碍正在逐渐降低。正如 Bitcoin.com News 本月早些时候报道的那样，谷歌量子人工智能（Google Quantum AI）演示了一种名为“魔术态培育”（magic state cultivation）的错误减少技术，使复杂计算所需的专用量子态的可靠性提高了 40 倍。 谷歌3月发表的另一项研究表明，一台先进的量子计算机理论上只需不到50万个物理量子位，就能破解比特币的椭圆曲线签名，其中一种提议的配置可在约9分钟内完成攻击。

与此同时，量子计算公司Quantinuum于10月19日宣布，其Helios系统已达到99.9995%的逻辑保真度，相当于每百万次操作约有5个错误。该公司表示，这一成就为其在2029年前推出具有商业价值的容错量子计算机的目标提供了支持。

Alice & Bob的计算结果则代表了另一种进展，它展示了架构选择和算法改进如何能大幅减少攻击现有密码系统所需的设备。

“随着该领域在纠错和算法设计方面取得更佳进展，运行该算法所需资源的估算值一直在稳步下降，”Alice & Bob首席执行官Théau Peronnin在一份声明中表示。

该公司预计，量子硬件的改进与计算要求的降低可能会在2030年代初期达到平衡，尽管这仍仅为预测，而非确定的时间表。这一发现给比特币开发者带来了压力，迫使他们在此类机器问世之前研究抗量子签名方案。 此前估计显示，约690万枚BTC可能面临潜在风险，因为相应的公钥已被公开。替换比特币现有的签名技术将带来相当大的复杂性，包括更大的交易数据需求、与现有钱包的兼容性问题，以及如何保护存放在非活跃或无法访问地址中的币这一棘手问题。

Alice & Bob 敦促各组织立即开始采用后量子加密保护措施，而非坐等量子攻击成为现实。 对于比特币而言，任何变更都需要经过广泛的技术审查和网络协调，因此尽管具备加密能力的量子计算机何时真正问世仍不确定，但风险预估的不断收窄使得提前做好准备变得愈发重要。