Nueva ruptura en la computación cuántica: Desafíos y oportunidades que el chip Willow de Google trae a la cadena de bloques

El último chip de computación cuántica de Google, Willow, ha vuelto a generar atención en la industria sobre el desarrollo de la computación cuántica. Este chip, que cuenta con 105 qubits, ha logrado el mejor rendimiento en su clase en dos pruebas de referencia: corrección de errores cuánticos y muestreo de circuitos aleatorios. En particular, en la prueba de muestreo de circuitos aleatorios, Willow completó en solo 5 minutos una tarea de cálculo que a una supercomputadora tradicional le llevaría 10^25 años, un lapso de tiempo que incluso supera la edad del universo conocido.

Un importante avance de Willow radica en su capacidad para reducir la tasa de error de manera exponencial, manteniéndola por debajo de un umbral específico, lo que se considera un requisito clave para lograr la computación cuántica práctica a gran escala. Hartmut Neven, el líder del equipo de desarrollo, afirmó que Willow es el primer sistema por debajo del umbral, demostrando la viabilidad de las computadoras cuánticas prácticas a gran escala.

A pesar de que los 105 qubits de Willow todavía son insuficientes para romper los algoritmos de cifrado utilizados por las criptomonedas actuales, allana el camino para construir computadoras cuánticas más potentes en el futuro. Esto representa, sin duda, un desafío potencial para el ámbito de la cadena de bloques y las criptomonedas, que dependen de los principios criptográficos existentes.

Actualmente, criptomonedas como Bitcoin utilizan ampliamente el algoritmo de firma digital de curva elíptica ( ECDSA ) y la función hash SHA-256 para garantizar la seguridad de las transacciones. Aunque romper SHA-256 requiere cientos de millones de qubits cuánticos, teóricamente, utilizar el algoritmo cuántico de Shor podría romper ECDSA con solo millones de qubits. Esto significa que, una vez que surjan las computadoras cuánticas a gran escala, el sistema de seguridad de las criptomonedas existentes podría enfrentar una grave amenaza.

Para hacer frente a este desafío, el desarrollo de tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica, en particular la actualización cuántica de las cadenas de bloques existentes, se ha convertido en una prioridad. La criptografía post-cuántica (PQC), como una nueva clase de algoritmos criptográficos capaces de resistir ataques de computación cuántica, está ganando atención en la investigación. Algunos equipos técnicos ya han logrado avances en este ámbito, incluyendo la finalización de la construcción de capacidades criptográficas post-cuánticas para todo el proceso de la cadena de bloques, el desarrollo de una versión mejorada de la biblioteca de criptografía OpenSSL que admite múltiples algoritmos de criptografía post-cuántica estándar de NIST, así como la investigación de un protocolo de gestión de claves distribuidas para el algoritmo de firma post-cuántica estándar de NIST.

Aunque la migración de la cadena de bloques a un nivel resistente a la computación cuántica enfrenta numerosos desafíos técnicos, como el problema de expansión de almacenamiento de las firmas post-cuánticas en comparación con ECDSA, algunos equipos han logrado que la velocidad de procesamiento de transacciones de la cadena de bloques resistente a la cuántica alcance aproximadamente el 50% de la original, optimizando el proceso de consenso y reduciendo la latencia de lectura de memoria, alcanzando (TPS). Estos avances proporcionan una garantía importante para la seguridad y estabilidad futura de la cadena de bloques en la era cuántica.

Los avances en la Computación cuántica son tanto un desafío como una oportunidad. Impulsan la innovación en la criptografía y la tecnología de Cadena de bloques, lo que lleva a la industria a prestar más atención a la seguridad a largo plazo. A medida que la investigación avanza, tenemos razones para creer que la tecnología de Cadena de bloques podrá seguir desempeñando un papel importante en la futura era cuántica.