Прорыв в квантовых вычислениях от Google
Google объявила о значительном прорыве в области квантовых вычислений, продемонстрировав технику, которая снижает количество ошибок в 40 раз и может сделать мощные квантовые компьютеры более практичными. Этот прогресс происходит на фоне растущих предупреждений исследователей о том, что будущие квантовые машины могут подорвать криптографию, защищающую Bitcoin и другие цифровые активы.
Техника «выращивания волшебных состояний»
Google Quantum AI сообщила в четверг, что исследователи успешно продемонстрировали технику, называемую «выращиванием волшебных состояний», на квантовом процессоре Willow компании, преодолев давнюю преграду на пути к разработке крупномасштабных квантовых компьютеров с коррекцией ошибок. Исследование, опубликованное в научном журнале Science, достигло 40-кратного снижения ошибок по сравнению с квантовыми состояниями, которые не прошли этот процесс.
Исследователи также произвели так называемые T-состояния с рекордной логической достоверностью 99,99%, продемонстрировав исключительно высокую точность в критически важном компоненте квантовых вычислений.
Важность волшебных состояний
Волшебные состояния — это специализированные квантовые ресурсы, необходимые для выполнения определенных операций, важных для универсальных квантовых вычислений. Надежное их производство стало серьезной инженерной задачей, и некоторые оценки предполагают, что до 95% мощности квантового компьютера может быть посвящено их производству.
Техника Google решает эту проблему, вводя шумное квантовое состояние в небольшую область процессора и используя согласованные измерения для обнаружения ошибок и устранения неудачных попыток. Исследователи также продемонстрировали метод передачи очищенных квантовых состояний между различными архитектурами коррекции ошибок, что является важной возможностью для масштабирования квантовых систем.
Проблемы криптографической безопасности
Хотя Google признала, что остаются значительные технические проблемы, компания описала эти результаты как важный шаг к созданию полезных, устойчивых к ошибкам квантовых компьютеров, способных решать задачи, выходящие за рамки возможностей обычных машин. Этот прорыв добавляет к растущим опасениям о потенциальной уязвимости криптографической безопасности Bitcoin перед квантовыми вычислениями, ожидаемым этапом, известным как «Q-Day».
В марте исследователи Google опубликовали отдельный анализ, предполагающий, что для взлома эллиптической кривой криптографии, лежащей в основе цифровых подписей Bitcoin, может потребоваться менее 500 000 физических кубитов, что примерно в 20 раз меньше, чем некоторые предыдущие оценки.
Это исследование также описало теоретический сценарий, в котором достаточно продвинутые квантовые компьютеры могли бы вывести закрытый ключ Bitcoin из открытого ключа за примерно девять минут, что потенциально позволяло бы злоумышленникам перехватывать транзакции до их подтверждения. Исследователи оценили, что примерно 6,9 миллиона BTC могут оказаться под угрозой из-за публично раскрытых ключей, включая старые форматы кошельков и адреса, которые были повторно использованы. Однако в настоящее время не существует квантового компьютера, способного осуществить такие атаки.
Проблемы перехода на квантово-устойчивую криптографию
Последние исследования Google о волшебных состояниях не демонстрируют способности взломать криптографию Bitcoin, но они решают одну из технических преград на пути к разработке машин, которые в конечном итоге могут это сделать. В сентябре Fidelity Digital Assets предупредила, что достаточно мощные квантовые компьютеры могут в конечном итоге вывести закрытые ключи из открытых ключей Bitcoin.
Компания изучила системы подписи, устойчивые к квантовым атакам, включая предложенный подход под названием SHRINCS, подчеркивая сложности, возникающие из-за больших подписей, которые могут снизить пропускную способность транзакций Bitcoin и увеличить комиссии.
На этой неделе криптобиржа Coinbase опубликовала подробную оценку, описывающую проблемы перехода Bitcoin на квантово-устойчивую криптографию. Биржа, которая утверждает, что защищает примерно 15% предложения Bitcoin, подчеркнула, что замена существующих алгоритмов подписи будет лишь частью решения.
Разработчики также должны учитывать системы институционального хранения, ограниченную емкость блокчейна, совместимость с существующими кошельками и средства, хранящиеся на неактивных адресах.
Coinbase указала на предложения, включая BIP-360, как на потенциальные основы для введения более адаптируемых криптографических защит.
Будущее Bitcoin и квантовые технологии
Особенно сложным вопросом является Bitcoin, хранящийся в кошельках, владельцы которых потеряли свои закрытые ключи или иначе не могут перенести свои средства на новые стандарты безопасности. Такие активы могут оставаться под угрозой даже после того, как сеть примет квантово-устойчивые меры защиты.
Google отдельно нацелилась на 2029 год для миграции своих собственных систем к постквантовой криптографии, подчеркивая подготовку более широкой отрасли. Для Bitcoin задача заключается не в немедленном сбое безопасности, а в потенциально длительном процессе координации обновлений по децентрализованной сети — до того, как квантовые компьютеры станут достаточно мощными, чтобы угрожать его существующим защитам.
