量子计算的重大突破
量子计算公司Quantinuum近日宣布在错误纠正方面取得重大突破，达到了99.9995%的逻辑保真度，这为其在2029年前实现商业可行的容错量子计算机铺平了道路。这一进展引发了人们对越来越强大的量子计算机可能最终破坏保护比特币及其他加密货币的密码学的担忧。
Helios量子计算机的成就
Quantinuum周一表示，其Helios量子计算机在每百万次操作中仅出现五次错误，较去年九月创下的记录提高了十倍。该公司声称，这一结果比使用竞争量子硬件架构的最佳已发布结果高出100倍，后者由谷歌量子人工智能团队之前报告。
“我们已经跨越了实现准确性指数级提升所需的门槛，巩固了我们通往Apollo的道路，以及如何帮助用户在规模上释放量子计算的商业价值。” — Quantinuum首席执行官Rajeeb Hazra
错误纠正技术的创新
这一突破解决了量子计算中最大的挑战之一：在量子比特（qubit）对错误极为敏感的情况下，保持计算的准确性。与传统计算机不同，量子系统需要复杂的错误纠正技术才能可靠地执行复杂计算。
Quantinuum通过一种称为“颜色编码”的技术实现了这一结果，该技术将多个物理量子比特组合成更可靠的逻辑量子比特。该公司的研究人员还展示了，随着保护级别的提高，错误呈指数下降，每次测试的增加将剩余的逻辑错误减少了12倍。
未来的挑战与机遇
然而，这些结果关注的是特定的错误纠正基准，而不是大规模通用量子计算机的演示。在这些系统能够可靠地执行复杂算法之前，仍然存在重大工程挑战。
这一公告是在谷歌量子人工智能上周宣布的另一项突破之后发布的，研究人员展示了一种称为“魔法态培养”的技术，该技术将错误减少了40倍。该研究在生成某些高级计算所需的专用量子态时达到了99.99%的逻辑保真度。
对加密货币的潜在影响
正如Bitcoin.com新闻报道的那样，谷歌的进展重新引发了人们对“Q日”的担忧，即量子计算机变得足够强大以破解广泛使用的密码系统的假设时刻。今年早些时候，谷歌研究人员估计，破解比特币数字签名中使用的椭圆曲线密码学可能只需不到500,000个物理量子比特，约为一些先前估计的20倍。
研究还概述了一种理论场景，其中一台先进的量子计算机可以在大约九分钟内从暴露的公钥推导出比特币私钥。研究人员估计，大约690万个比特币（几乎是比特币总供应量的三分之一）可能面临潜在风险，因为它们的公钥已经暴露，包括存放在旧钱包格式和重复使用地址中的资金。
应对量子威胁的策略
尽管Quantinuum的最新突破并未展示破解比特币密码学的能力，但它代表了朝着可靠量子计算的进展，这可能最终使此类攻击成为可能。这些进展加剧了关于为后量子世界准备加密货币网络的讨论。Fidelity Digital Assets警告称，暴露的比特币公钥可能会变得脆弱，而Coinbase则强调了将比特币网络过渡到抗量子密码学的技术挑战。
潜在的防御措施包括新的数字签名方案，但实施这些方案可能需要对比特币基础设施进行重大更改，包括更大的签名、钱包升级以及在去中心化网络中的协调。一个特别棘手的问题是涉及休眠比特币持有者的资金，他们可能无法将资金迁移到抗量子地址。
目前，没有现有的量子计算机能够破解比特币的密码保护。但随着Quantinuum将2029年作为其容错Apollo系统的目标，以及谷歌在相关技术上快速取得进展，开发抗量子加密货币基础设施的竞争愈发紧迫。
