Google och Kvantdatorer
Google har meddelat ett betydande genombrott inom kvantdatorer, där en ny teknik har demonstrerats som minskar fel med en faktor av 40, vilket kan göra kraftfulla kvantdatorer mer praktiska. Detta framsteg kommer samtidigt som forskare alltmer varnar för att framtida kvantdatorer kan undergräva den kryptografi som skyddar Bitcoin och andra digitala tillgångar.
Magic State Cultivation
Google Quantum AI meddelade på torsdagen att forskare framgångsrikt har demonstrerat en teknik kallad ”magic state cultivation” på företagets Willow-kvantprocessor, vilket övervinner ett långvarigt hinder för att utveckla storskaliga, felkorrigerade kvantdatorer. Forskningen, publicerad i den vetenskapliga tidskriften Science, uppnådde en 40-faldig minskning av fel jämfört med kvanttillstånd som inte hade genomgått processen.
Forskarna producerade också så kallade T-tillstånd med en rekordlogisk noggrannhet på 99,99%, vilket visar exceptionellt hög precision i en kritisk komponent av kvantberäkning. Magic states är specialiserade kvantresurser som behövs för att utföra vissa operationer som är avgörande för allmänna kvantdatorer. Att producera dem på ett tillförlitligt sätt har varit en stor ingenjörsutmaning, med vissa uppskattningar som tyder på att så mycket som 95% av en kvantdators kapacitet kan ägnas åt deras produktion.
Googles teknik adresserar denna flaskhals genom att introducera ett bullrigt kvanttillstånd i ett litet område av en processor och använda koordinerade mätningar för att upptäcka fel och eliminera bristfälliga försök. Forskarna demonstrerade också en metod för att överföra renade kvanttillstånd mellan olika felkorrigeringsarkitekturer, en viktig kapabilitet för att skala kvantsystem.
Framtida Utmaningar och Kryptografi
Även om Google erkände att betydande tekniska utmaningar kvarstår, beskrev företaget resultaten som ett avgörande steg mot att bygga användbara, felfria kvantdatorer som kan lösa problem bortom räckhåll för konventionella maskiner. Genombrottet ökar de växande farhågorna om den framtida sårbarheten hos Bitcoins kryptografiska säkerhet mot kvantdatorer, en förväntad milstolpe känd som ”Q-Dag”.
I mars publicerade Google-forskare en separat analys som antydde att bryta den elliptiska kurvkryptografi som ligger till grund för Bitcoins digitala signaturer skulle kunna kräva färre än 500 000 fysiska qubits, vilket är ungefär 20 gånger färre än vissa tidigare uppskattningar.
Den forskningen skisserade också ett teoretiskt scenario där tillräckligt avancerade kvantdatorer skulle kunna härleda en Bitcoin privat nyckel från en exponerad offentlig nyckel på ungefär nio minuter, vilket potentiellt skulle tillåta angripare att avlyssna transaktioner innan de bekräftas. Forskare uppskattade att cirka 6,9 miljoner BTC skulle kunna utsättas genom offentligt avslöjade nycklar, inklusive äldre plånboksformat och adresser som har återanvänts.
Men för närvarande finns det ingen kvantdator som kan utföra sådana attacker. Googles senaste forskning om magic states visar inte en förmåga att bryta Bitcoins kryptografi, men den adresserar ett av de tekniska hindren för att utveckla maskiner som så småningom kan göra det.
Branschens Förberedelser
I september varnade Fidelity Digital Assets för att tillräckligt kraftfulla kvantdatorer så småningom skulle kunna härleda privata nycklar från exponerade Bitcoin offentliga nycklar. Företaget undersökte kvantresistenta signatursystem, inklusive en föreslagen metod kallad SHRINCS, samtidigt som de lyfte fram de komplikationer som större signaturer kan medföra, vilket skulle kunna minska Bitcoins transaktionskapacitet och öka avgifterna.
Just denna vecka publicerade kryptovalutabörsen Coinbase en detaljerad bedömning som skisserar utmaningarna med att övergå Bitcoin till kvantresistent kryptografi. Börsen, som säger att den skyddar cirka 15% av Bitcoins utbud, betonade att ersättning av befintliga signaturalgoritmer bara skulle vara en del av lösningen.
Utvecklare måste också överväga institutionella förvaringssystem, begränsad blockchain-kapacitet, kompatibilitet med befintliga plånböcker och medel som hålls i inaktiva adresser. Coinbase pekade på förslag, inklusive BIP-360, som potentiella grundvalar för att införa mer anpassningsbara kryptografiska skydd.
En särskilt svår fråga rör Bitcoin som hålls i plånböcker vars ägare har förlorat sina privata nycklar eller på annat sätt inte kan migrera sina medel till nya säkerhetsstandarder. Sådana innehav kan förbli utsatta även efter att nätverket har antagit kvantresistenta skydd.
Google har separat siktat på 2029 för att migrera sina egna system mot post-kvant kryptografi, vilket understryker den bredare branschens förberedelser. För Bitcoin är utmaningen inte ett omedelbart säkerhetsfel, utan den potentiellt långvariga processen att koordinera uppgraderingar över ett decentraliserat nätverk – innan kvantdatorer blir tillräckligt kraftfulla för att hota dess befintliga skydd.
Coinbase, som säger att den skyddar ungefär 12% av all Bitcoin, har lagt fram de tekniska och operationella hinder som Bitcoin måste övervinna för att säkerställa sin framtida säkerhet.
