Квантові обчислення ліквідності прорив: Потенційний вплив нового чіпа Google на Блокчейн

Google нещодавно представила новий квантовий обчислювальний чіп під назвою Willow, що стало ще одним значним досягненням з моменту, коли компанія вперше досягла "квантового панування" в 2019 році. Чіп Willow має 105 квантових бітів і продемонстрував найкращу в класі продуктивність у двох ключових тестах: квантовому коригуванні помилок і випадковому вибірковому зразку.

Особливо варто зазначити, що в тестах випадкової вибірки схем Willow завершив обчислювальне завдання, яке традиційний суперкомп'ютер потребував 10^25 років для виконання, всього за 5 хвилин. Ця вражаюча обчислювальна потужність навіть перевищує вік відомого всесвіту.

Однією з важливих характеристик чіпа Willow є його здатність суттєво знижувати рівень помилок. Зі збільшенням кількості квантових бітів процес квантових обчислень зазвичай стає більш схильним до помилок. Проте, Willow успішно знизив рівень помилок нижче критичного порогу, що вважається важливою передумовою для досягнення практичного квантового обчислення.

Керівник команди Google Quantum AI Хартмут Невен заявив, що Willow, будучи першим системою з помилками нижче порогу, є найбільш переконливим прототипом масштабованих логічних квантових бітів, що доводить можливість створення масштабних практичних квантових комп'ютерів.

Цей прорив не лише стимулює розвиток технології квантових обчислень, але й має глибокий вплив на кілька галузей, особливо у сфері Блокчейн та криптовалют. Хоча на даний момент 105 квантових біт Willow ще недостатньо, щоб безпосередньо загрожувати існуючим криптоалгоритмам, це свідчить про те, що шлях до створення масштабних практичних квантових комп'ютерів вже відкрито.

У сфері криптовалют, алгоритм цифрового підпису на основі еліптичних кривих (ECDSA) та хеш-функція SHA-256 є основними технологіями для забезпечення безпеки транзакцій. Теоретично, квантові алгоритми, такі як алгоритм Шора, можуть зламати ECDSA, використовуючи лише мільйонні квантові біти. Хоча нинішні квантові комп'ютери ще не досягли цього рівня, з швидким прогресом технологій у майбутньому це може становити загрозу для безпеки криптовалют.

Два основних типи адрес, що використовуються в торгівлі біткоїнами — "оплата за відкритим ключем" (p2pk) та "оплата за хешем відкритого ключа" (p2pkh) — можуть зіткнутися з викликами з боку квантових обчислень у майбутньому. Особливо транзакції p2pkh, хоча в них є лише 10-хвилинне вікно, теоретично достатнє для того, щоб зловмисник з достатньо потужним квантовим комп'ютером міг вивести приватний ключ.

Хоча чіп Willow наразі не може безпосередньо загрожувати алгоритмам, таким як RSA та ECDSA, які використовуються в реальному житті, він вказує на напрямок майбутнього розвитку квантових обчислень та ставить нові виклики для системи безпеки криптовалют. Як захистити безпеку криптовалют в епоху квантових обчислень стане спільною увагою технологічної та фінансової сфери.

Щоб впоратися з цим викликом, технології постквантової криптографії (PQC) швидко розвиваються. Ці нові види криптографічних алгоритмів спрямовані на захист від атак квантових обчислень, навіть перед обличчям квантових комп'ютерів, вони можуть залишатися безпечними. Перенесення технології блокчейн на рівень, стійкий до квантових обчислень, не лише є дослідженням на передовій технологій, але й необхідною мірою для забезпечення довгострокової безпеки блокчейну.

Деякі наукові установи вже досягли значних успіхів у цій галузі. Наприклад, деякі установи завершили створення можливостей постквантового шифрування для всього процесу Блокчейн, розробивши бібліотеку шифрів, що підтримує кілька постквантових алгоритмів шифрування за стандартами NIST, та оптимізувавши проблему розширення зберігання постквантових підписів. Крім того, також досягнуті успіхи в постквантовій міграції функціонально насичених алгоритмів шифрування, розроблено ефективний постквантовий розподілений протокол порогового підпису.

З розвитком технологій квантових обчислень, індустрія блокчейну та криптовалют повинна активно реагувати на потенційні виклики безпеки. Розробка та впровадження анти-квантових технологій блокчейну, особливо оновлення існуючих систем блокчейну до анти-квантового рівня, стане ключовим завданням для забезпечення безпеки та стабільності криптовалют у майбутньому.