谷歌量子计算突破
谷歌近日宣布了一项重大的量子计算突破，展示了一种将错误率降低40倍的技术，这可能使强大的量子计算机变得更加实用。这一进展正值研究人员日益警告，未来的量子计算机可能会破坏保护比特币和其他数字资产的加密技术。
魔法态培养技术
谷歌量子人工智能团队在周四表示，研究人员成功地在公司的Willow量子处理器上演示了一种名为“魔法态培养”的技术，克服了开发大规模、错误更正量子计算机的长期障碍。该研究发表在科学期刊《Science》上，与未经过该过程的量子态相比，错误率降低了40倍。
研究人员还以99.99%的逻辑保真度创造了所谓的T态，展示了量子计算中一个关键组成部分的极高准确性。魔法态是执行某些操作所需的特殊量子资源，这些操作对于通用量子计算至关重要。可靠地生产魔法态一直是一个重大的工程挑战，有些估计认为，量子计算机的容量中多达95%可能用于其生产。
技术挑战与未来展望
谷歌的技术通过在处理器的小区域内引入噪声量子态，并使用协调测量来检测和消除错误，从而解决了这一瓶颈。研究人员还展示了一种在不同错误更正架构之间转移纯化量子态的方法，这对于扩展量子系统至关重要。
尽管谷歌承认仍然存在重大技术挑战，但该公司将这一发现描述为朝着构建能够解决超出传统机器能力范围的问题的有用、容错量子计算机迈出的关键一步。
比特币加密安全的担忧
这一突破加剧了人们对比特币加密安全在量子计算面前最终脆弱性的担忧，这一预期的里程碑被称为“Q日”。在三月份，谷歌研究人员发表了一项单独的分析，表明破解比特币数字签名所依赖的椭圆曲线加密可能只需要不到500,000个物理量子比特，约为一些早期估计的20倍。
该研究还概述了一种理论情景，其中足够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，这可能使攻击者在交易确认之前拦截交易。研究人员估计，约690万个比特币可能因公开暴露的密钥而面临风险，包括较旧的钱包格式和重复使用的地址。
行业应对措施
然而，目前尚不存在能够实施此类攻击的量子计算机。谷歌最新的魔法态研究并未展示破解比特币加密的能力，但它解决了开发可能最终做到这一点的机器的技术障碍。
九月份，Fidelity Digital Assets警告称，足够强大的量子计算机最终可能从暴露的比特币公钥中推导出私钥。该公司研究了量子抗性签名系统，包括一种名为SHRINCS的提议方法，同时强调了较大签名可能导致比特币交易吞吐量降低和费用增加所带来的复杂性。
就在本周，加密货币交易所Coinbase发布了一份详细评估，概述了将比特币过渡到量子抗性加密的挑战。该交易所表示，它保护了大约15%的比特币供应，强调替换现有签名算法仅是解决方案的一部分。
未来的挑战与目标
开发者还必须考虑机构保管系统、有限的区块链容量、与现有钱包的兼容性以及存放在休眠地址中的资金。Coinbase指出，包括BIP-360在内的提案可能为引入更灵活的加密保护奠定基础。
一个特别棘手的问题是，持有私钥丢失或无法将资金迁移到新安全标准的钱包中的比特币。这些持有的比特币即使在网络采用量子抗性保护后，仍可能面临风险。
谷歌已单独设定2029年为其系统向后量子加密迁移的目标，强调了整个行业的准备工作。对于比特币而言，挑战并不是立即的安全失败，而是协调去中心化网络升级的潜在漫长过程——在量子计算机变得足够强大以威胁其现有保护之前。
Coinbase表示，它保护了大约12%的比特币，已列出了比特币必须克服的技术和操作障碍。
