IBMs Kvantgenombrott och Kryptovalutor
IBMs senaste kvantgenombrott har fört kryptovärlden närmare sitt mardrömsscenario – en dator som kan bryta Bitcoins kryptering. I en rapport som publicerades tidigare denna månad meddelade forskare vid IBM att de har skapat ett 120-qubit sammanflätat kvanttillstånd – det mest betydelsefulla och stabila av sitt slag hittills.
Experiment och Resultat
Experimentet, som beskrivs i artikeln ”Big Cats: Entanglement in 120 Qubits and Beyond”, visar genuin multipartit sammanflätning över alla qubits – ett nyckelsteg mot felfria kvantdatorer som en dag skulle kunna köra algoritmer tillräckligt kraftfulla för att knäcka modern kryptografi.
”Vi strävar efter att skapa ett stort sammanflätat resurs-tillstånd på en kvantdator med en krets vars brus är dämpat,” skrev forskarna.
Rapporten publicerades mitt under snabba framsteg och växande konkurrens bland stora teknikföretag för att utveckla praktiska kvantdatorer. IBMs genombrott överträffar Google Quantum AI, vars 105-qubit Willow-chip förra veckan körde en fysikalisk algoritm snabbare än någon klassisk dator kunde simulera.
GHZ-tillstånd och Deras Betydelse
I studien använde IBM-teamet en klass av kvanttillstånd känd som Greenberger–Horne–Zeilinger, ofta kallad ”katttillstånd” efter Schrödingers berömda tankeexperiment. Ett GHZ-tillstånd är ett system där varje qubit existerar i en superposition av att alla är noll och alla är ett på en gång. Om en qubit förändras, förändras de alla – något som är omöjligt i klassisk fysik.
”Förutom deras praktiska nytta har GHZ-tillstånd historiskt använts som en referenspunkt i olika kvantplattformar såsom joner, supraledare, neutrala atomer och fotoner,” skrev de.
”Detta beror på att dessa tillstånd är extremt känsliga för brister i experimentet – faktiskt kan de användas för att uppnå kvantsensing vid Heisenberg-gränsen,” sa de och refererade till den ultimata gränsen för hur exakt något kan mätas i kvantfysik.
Teknik och Mätning
För att nå 120 qubits använde IBM-forskarna supraledande kretsar och en adaptiv kompilator som kartlade operationer till de minst brusiga områdena av chipet. De använde också en process som kallas temporär avkompilation, som tillfälligt avskilde qubits som hade avslutat sin roll, vilket gjorde att de kunde vila i ett stabilt tillstånd innan de kopplades ihop igen senare.
Kvaliteten på resultatet mättes med hjälp av trohet, ett mått på hur nära det producerade tillståndet approximera det ideala matematiska tillståndet. En trohet på 1.0 skulle innebära perfekt kontroll; 0.5 är tröskeln som bekräftar full kvantsammanflätning. IBMs 120-qubit GHZ-tillstånd fick 0.56, tillräckligt för att bevisa att varje qubit förblev en del av ett enda, koherent system.
Framtida Risker och Utmaningar
Att direkt verifiera sådana resultat är beräkningsmässigt omöjligt – att testa alla konfigurationer av 120 qubits skulle ta längre tid än universums ålder. Istället förlitade sig IBM på två statistiska genvägar: paritetssvängningstester, som spårar kollektiva interferensmönster, och Direkt Trohetsuppskattning, som slumpmässigt samplar en delmängd av tillståndets mätbara egenskaper som kallas stabilisatorer.
Även om det fortfarande är långt ifrån att utgöra ett verkligt kryptografiskt hot, förflyttar IBMs genombrott experimenten ett steg närmare att sätta 6,6 miljoner BTC – värt cirka 767,28 miljarder dollar – i fara, vilket kvantdatorforskningsgruppen Project 11 varnade är sårbart för en kvantattack.
”Detta är en av Bitcoins största kontroverser: vad man ska göra med Satoshis mynt. Du kan inte flytta dem, och Satoshi är förmodligen borta,” sa Project 11:s grundare Alex Pruden till Decrypt.
”Så vad händer med den Bitcoin? Det är en betydande del av utbudet. Ska du bränna den, omfördela den, eller låta en kvantdator få tag på den? Det är de enda alternativen.” När en Bitcoin-adress avslöjar sin offentliga nyckel, skulle en tillräckligt kraftfull kvantdator, i teorin, kunna återskapa den och ta pengarna innan bekräftelse.
Även om IBMs 120-qubit-system inte har kapaciteten själv, visar det framsteg mot den skalan. Med IBM som siktar på felfria system till 2030 – och Google och Quantinuum som strävar efter liknande mål – blir tidslinjen för ett kvant-hot mot digitala tillgångar allt mer verklig.
