Novos avanços em Computação Quântica: Desafios e oportunidades que o chip Willow do Google traz para o Blockchain

O novo chip de computação quântica Willow, lançado recentemente pelo Google, despertou novamente a atenção da indústria para o desenvolvimento da computação quântica. Este chip, que possui 105 qubits, obteve desempenho de classe mundial em dois testes de referência: correção de erros quânticos e amostragem de circuitos aleatórios. Em particular, no teste de amostragem de circuitos aleatórios, o Willow completou uma tarefa de cálculo que um supercomputador tradicional levaria 10^25 anos para concluir em apenas 5 minutos, um intervalo de tempo que ultrapassa até mesmo a idade do universo conhecido.

Um importante avanço do Willow é sua capacidade de reduzir a taxa de erro de forma exponencial, mantendo-a abaixo de um determinado limite, o que é considerado uma condição chave para a realização de computação quântica prática em grande escala. Hartmut Neven, responsável pela equipe de pesquisa e desenvolvimento, afirmou que o Willow é o primeiro sistema abaixo do limite, demonstrando a viabilidade de computadores quânticos práticos em grande escala.

Apesar de os 105 qubits da Willow ainda serem insuficientes para quebrar os algoritmos de criptografia usados atualmente nas criptomoedas, isso pavimenta o caminho para a construção de computadores quânticos mais poderosos no futuro. Isso representa, sem dúvida, um desafio potencial para os campos da blockchain e criptomoedas que dependem dos princípios criptográficos existentes.

Atualmente, criptomoedas como o Bitcoin utilizam amplamente o algoritmo de assinatura digital de curva elíptica (ECDSA) e a função hash SHA-256 para garantir a segurança das transações. Embora quebrar o SHA-256 exija centenas de milhões de qubits, teoricamente, usar o algoritmo quântico de Shor pode quebrar o ECDSA com apenas milhões de qubits. Isso significa que, uma vez que computadores quânticos em larga escala sejam desenvolvidos, o atual sistema de segurança das criptomoedas pode enfrentar sérias ameaças.

Para enfrentar este desafio, desenvolver tecnologias de blockchain resistentes a quantum, especialmente a atualização quântica das blockchains existentes, tornou-se uma prioridade. A criptografia pós-quântica (PQC), como uma nova classe de algoritmos criptográficos capazes de resistir a ataques de computação quântica, está se tornando um foco de pesquisa. Algumas equipes técnicas já fizeram progressos nesta área, incluindo a conclusão da construção de capacidades de criptografia pós-quântica em todo o processo da blockchain, o desenvolvimento de uma versão melhorada da biblioteca de criptografia OpenSSL que suporta múltiplos algoritmos de criptografia pós-quântica padrão NIST, e a pesquisa de um protocolo de gerenciamento de chaves distribuídas para o algoritmo de assinatura pós-quântica padrão NIST.

Embora a migração da Blockchain para um nível resistente a computação quântica enfrente muitos desafios técnicos, como o problema do aumento do armazenamento em relação à assinatura pós-quântica comparado ao ECDSA, algumas equipas já conseguiram otimizar o processo de consenso e reduzir a latência de leitura de memória, permitindo que a velocidade de processamento de transações da Blockchain resistente a computação quântica atinja cerca de 50% da original, com (TPS). Esses avanços oferecem uma importante garantia para a segurança e estabilidade da Blockchain no futuro, na era quântica.

Os avanços em Computação Quântica são tanto desafios quanto oportunidades. Eles impulsionam a inovação em criptografia e tecnologia Blockchain, levando a indústria a valorizar mais a segurança a longo prazo. Com o aprofundamento da pesquisa, temos razões para acreditar que a tecnologia Blockchain continuará a desempenhar um papel importante na futura era quântica.