Computação Quântica突破：谷歌新芯片对Blockchain的潜在影响

O Google lançou recentemente um novo chip de Computação Quântica chamado Willow, que representa mais um grande avanço desde que a empresa alcançou pela primeira vez a "supremacia quântica" em 2019. O chip Willow possui 105 qubits e demonstrou desempenho de classe mundial em dois testes-chave: correção quântica e amostragem de circuitos aleatórios.

É especialmente digno de nota que, no teste de amostragem de circuitos aleatórios, o chip Willow completou a tarefa de cálculo que um supercomputador tradicional levaria 10^25 anos para concluir em apenas 5 minutos. Essa incrível capacidade de cálculo até mesmo ultrapassa a idade conhecida do universo.

Uma característica importante do chip Willow é a sua capacidade de reduzir significativamente a taxa de erro. À medida que o número de qubits aumenta, o processo de computação quântica geralmente se torna mais propenso a erros. No entanto, o Willow conseguiu reduzir a taxa de erro abaixo de um limite crítico, o que é considerado uma condição importante para a realização da computação quântica prática.

Hartmut Neven, responsável pela equipe do Google Quantum AI, afirmou que o Willow, como o primeiro sistema abaixo do limiar de erro, é o protótipo de qubit quântico lógico escalável mais convincente até agora, provando a viabilidade de computadores quânticos práticos em grande escala.

Este resultado inovador não só impulsionou o desenvolvimento da Computação Quântica, como também teve um impacto profundo em vários setores, especialmente nos domínios do Blockchain e das criptomoedas. Embora os 105 qubits atuais da Willow ainda não sejam suficientes para ameaçar diretamente os algoritmos de criptografia existentes, ele indica que o caminho para a construção de computadores quânticos práticos em grande escala já foi aberto.

No campo das criptomoedas, o algoritmo de assinatura digital de curva elíptica (ECDSA) e a função de hash SHA-256 são as tecnologias centrais que garantem a segurança das transações. Em teoria, algoritmos quânticos como o algoritmo de Shor podem quebrar o ECDSA com apenas milhões de qubits. Embora os computadores quânticos atuais ainda não tenham alcançado esse nível, com o rápido avanço da tecnologia, eles podem representar uma ameaça à segurança das criptomoedas no futuro.

As principais tipos de endereços usados nas transações de Bitcoin - "Pagamento para Chave Pública"(p2pk) e "Pagamento para Hash de Chave Pública"(p2pkh) - podem enfrentar desafios de Computação Quântica no futuro. Em particular, as transações p2pkh, embora tenham apenas uma janela de 10 minutos, são teoricamente suficientes para permitir que um atacante com um computador quântico suficientemente poderoso deduza a chave privada.

Apesar de o chip Willow ainda não representar uma ameaça direta a algoritmos como RSA e ECDSA usados na realidade, ele aponta para o futuro desenvolvimento da Computação Quântica e apresenta novos desafios para a segurança dos sistemas de criptomoeda. Como proteger a segurança das criptomoedas na era da Computação Quântica se tornará o foco comum das áreas de tecnologia e finanças.

Para enfrentar esse desafio, a tecnologia de Criptografia Pós-Quântica (PQC) está se desenvolvendo rapidamente. Esses novos algoritmos de criptografia visam resistir a ataques de Computação Quântica, mantendo a segurança mesmo diante de computadores quânticos. A migração da tecnologia Blockchain para um nível resistente a quânticos não é apenas uma exploração na vanguarda da tecnologia, mas também uma medida necessária para garantir a segurança de longo prazo do Blockchain.

Algumas instituições de pesquisa já fizeram progressos significativos nesta área. Por exemplo, algumas instituições completaram a construção de capacidades de criptografia pós-quântica para todo o processo do Blockchain, desenvolveram uma biblioteca de criptografia que suporta múltiplos algoritmos de criptografia pós-quântica de padrões NIST e otimizaram o problema da expansão de armazenamento de assinaturas pós-quânticas. Além disso, também houve avanços na migração de algoritmos de criptografia de alta funcionalidade para o pós-quântico, tendo sido desenvolvido um protocolo de assinatura de limite distribuído pós-quântico eficiente.

Com o contínuo avanço da Computação Quântica, o setor de Blockchain e criptomoedas precisa responder ativamente a potenciais desafios de segurança. O desenvolvimento e a implementação de tecnologias de Blockchain resistentes a quânticos, especialmente a atualização de sistemas de Blockchain existentes para serem resistentes a quânticos, se tornarão tarefas chave para garantir a segurança e a estabilidade futura das criptomoedas.