การค้นพบควอนตัมล่าสุดของ IBM
การค้นพบควอนตัมล่าสุดของ IBM ได้ทำให้โลกคริปโตใกล้เข้าสู่สถานการณ์ที่น่ากลัวมากขึ้น—คอมพิวเตอร์ที่สามารถทำลายการเข้ารหัสของ Bitcoin ในรายงานที่เผยแพร่เมื่อเดือนนี้ นักวิจัยที่ IBM รายงานว่าได้สร้างสถานะควอนตัมที่พันกัน 120-qubit ซึ่งเป็นประเภทที่สำคัญและมีเสถียรภาพที่สุดในปัจจุบัน การทดลองนี้ถูกอธิบายไว้ในเอกสารที่มีชื่อว่า “Big Cats: Entanglement in 120 Qubits and Beyond” ซึ่งแสดงให้เห็นถึงการพันกันแบบหลายส่วนที่แท้จริงในทุก qubit—เป็นขั้นตอนสำคัญสู่คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดซึ่งอาจสามารถรันอัลกอริธึมที่มีพลังเพียงพอในการทำลายการเข้ารหัสสมัยใหม่ได้
“เราต้องการสร้างสถานะทรัพยากรที่พันกันขนาดใหญ่บนคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยใช้วงจรที่มีเสียงรบกวนถูกลดทอน” นักวิจัยเขียน
รายงานนี้มาถึงในช่วงที่มีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วและการแข่งขันที่เพิ่มขึ้นในหมู่บริษัทเทคโนโลยีชั้นนำในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริง การค้นพบของ IBM ได้ก้าวข้าม Google Quantum AI ซึ่งชิป Willow ขนาด 105-qubit ของพวกเขาเมื่อสัปดาห์ที่แล้วได้รันอัลกอริธึมฟิสิกส์ได้เร็วกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์คลาสสิกใด ๆ ที่สามารถจำลองได้
การใช้สถานะควอนตัม GHZ
ในการศึกษา ทีมงานของ IBM ใช้กลุ่มสถานะควอนตัมที่เรียกว่า Greenberger–Horne–Zeilinger ซึ่งมักเรียกว่า “cat states” ตามการทดลองทางความคิดที่มีชื่อเสียงของ Schrödinger สถานะ GHZ คือระบบที่ทุก qubit อยู่ในซุปเปอร์โพซิชันของการเป็นศูนย์ทั้งหมดและการเป็นหนึ่งทั้งหมดในเวลาเดียวกัน หาก qubit หนึ่งเปลี่ยน ทุกตัวก็จะเปลี่ยน—สิ่งนี้เป็นไปไม่ได้ในฟิสิกส์คลาสสิก
“นอกจากการใช้งานจริงแล้ว สถานะ GHZ ยังถูกใช้เป็นเกณฑ์มาตรฐานในแพลตฟอร์มควอนตัมต่าง ๆ เช่น ไอออน ซุปเปอร์คอนดักเตอร์ อะตอมที่เป็นกลาง และโฟตอน”
พวกเขาเขียน “สิ่งนี้เกิดจากความจริงที่ว่าสถานะเหล่านี้มีความไวต่อข้อบกพร่องในทดลองอย่างมาก—จริง ๆ แล้วพวกมันสามารถใช้เพื่อบรรลุการตรวจจับควอนตัมที่ขีดจำกัดของ Heisenberg”
กระบวนการและผลลัพธ์
เพื่อให้ได้ 120 qubits นักวิจัยของ IBM ใช้วงจรซุปเปอร์คอนดักเตอร์และคอมไพเลอร์ที่ปรับตัวได้ซึ่งทำการแมพปฏิบัติการไปยังพื้นที่ที่มีเสียงรบกวนต่ำที่สุดของชิป พวกเขายังใช้กระบวนการที่เรียกว่า temporary uncomputation ซึ่งทำให้ qubits ที่เสร็จสิ้นบทบาทของพวกเขาหยุดการพันกันชั่วคราว ทำให้พวกเขาสามารถพักในสถานะที่เสถียรก่อนที่จะเชื่อมต่อใหม่ในภายหลัง คุณภาพของผลลัพธ์ถูกวัดโดยใช้ fidelity ซึ่งเป็นมาตรวัดว่ารัฐที่ผลิตใกล้เคียงกับสถานะทางคณิตศาสตร์ที่สมบูรณ์แบบเพียงใด ค่า fidelity ที่ 1.0 หมายถึงการควบคุมที่สมบูรณ์แบบ; 0.5 เป็นเกณฑ์ที่ยืนยันการพันกันควอนตัมเต็มรูปแบบ สถานะ GHZ ขนาด 120-qubit ของ IBM ได้คะแนน 0.56 ซึ่งเพียงพอที่จะพิสูจน์ว่าทุก qubit ยังคงเป็นส่วนหนึ่งของระบบที่สอดคล้องกันโดยรวม
ความท้าทายในการตรวจสอบผลลัพธ์
การตรวจสอบผลลัพธ์ดังกล่าวโดยตรงเป็นไปไม่ได้ทางคอมพิวเตอร์—การทดสอบการกำหนดค่าทั้งหมดของ 120 qubits จะใช้เวลานานกว่าช่วงอายุของจักรวาล แทนที่จะทำเช่นนั้น IBM อาศัยทางลัดทางสถิติสองทาง: การทดสอบการสั่นพ้องของ parity ซึ่งติดตามรูปแบบการแทรกแซงร่วม และการประเมิน Fidelity โดยตรง ซึ่งสุ่มตัวอย่างชุดย่อยของคุณสมบัติที่สามารถวัดได้ของสถานะที่เรียกว่า stabilizers แต่ละ stabilizer ทำหน้าที่เป็นการวินิจฉัย ยืนยันว่าคู่ของ qubits ยังคงซิงค์กันอยู่
ภัยคุกคามต่อการเข้ารหัส
แม้ว่ายังห่างไกลจากการเป็นภัยคุกคามทางการเข้ารหัสที่แท้จริง แต่การค้นพบของ IBM ทำให้การทดลองใกล้เข้าสู่การทำให้ 6.6 ล้าน BTC—ซึ่งมีมูลค่าประมาณ 767.28 พันล้านดอลลาร์—ที่กลุ่มวิจัยการคอมพิวเตอร์ควอนตัม Project 11 เตือนว่ามีความเสี่ยงต่อการโจมตีด้วยควอนตัม เหรียญที่มีความเสี่ยงเหล่านี้รวมถึงเหรียญที่เป็นของผู้สร้าง Bitcoin Satoshi Nakamoto
“นี่คือหนึ่งในข้อถกเถียงที่ใหญ่ที่สุดของ Bitcoin: จะทำอย่างไรกับเหรียญของ Satoshi คุณไม่สามารถย้ายมันได้ และ Satoshi ก็หายไปแล้ว” Alex Pruden ผู้ก่อตั้ง Project 11 กล่าวกับ Decrypt
“แล้ว Bitcoin นั้นจะเกิดอะไรขึ้น? มันเป็นส่วนสำคัญของอุปทาน คุณจะเผามัน แจกจ่ายใหม่ หรือปล่อยให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมได้มัน? นั่นคือทางเลือกเดียว” เมื่อที่อยู่ Bitcoin เปิดเผยคีย์สาธารณะ คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่มีพลังเพียงพอสามารถสร้างมันขึ้นมาใหม่และยึดเงินก่อนการยืนยันได้ ในขณะที่ระบบ 120-qubit ของ IBM ยังไม่มีความสามารถนั้น แต่มันแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าไปสู่ขนาดนั้น ด้วย IBM ที่มุ่งเป้าไปที่ระบบที่ทนทานต่อข้อผิดพลาดภายในปี 2030 และ Google และ Quantinuum ที่มีเป้าหมายคล้ายกัน เส้นตารางเวลาสำหรับภัยคุกคามควอนตัมต่อสินทรัพย์ดิจิทัลกำลังกลายเป็นเรื่องจริงมากขึ้นเรื่อย ๆ
