Новий прорив у квантових обчисленнях: виклики та можливості, які чіп Willow від Google приносить для блокчейну

Остання версія квантового обчислювального чіпа Willow, випущеного Google, знову привернула увагу галузі до розвитку квантових обчислень. Цей чіп з 105 квантовими бітами продемонстрував найкращі результати в двох бенчмарках: квантової корекції помилок та випадковому вибірковому тестуванні. Особливо в тестуванні випадкових вибірок, Willow завершив обчислювальне завдання, яке традиційний суперкомп'ютер потребував би 10^25 років, всього за 5 хвилин, що перевищує вік відомого всесвіту.

Одним із важливих досягнень Willow є те, що він може знизити рівень помилок на експоненційний порядок і зробити його нижчим за певний поріг, що вважається ключовою передумовою для реалізації масштабних практичних квантових обчислень. Керівник команди розробників Хартмут Невен зазначив, що Willow є першим системним рішенням, що демонструє доцільність масштабних практичних квантових комп'ютерів.

Незважаючи на те, що кількість квантових бітів Willow у 105 все ще недостатня для зламу криптографічних алгоритмів, які використовуються в сучасних криптовалютах, це відкриває шлях до створення потужніших квантових комп'ютерів у майбутньому. Це, безсумнівно, є потенційним викликом для сфери блокчейну та криптовалют, яка залежить від існуючих принципів криптографії.

Наразі криптовалюти, такі як біткойн, широко використовують еліптичні криві цифрові підписні алгоритми (ECDSA) та хеш-функцію SHA-256 для забезпечення безпеки транзакцій. Хоча для зламу SHA-256 потрібно кілька сотень мільйонів квантових біт, теоретично для зламу ECDSA достатньо лише кількох мільйонів квантових біт, використовуючи алгоритм Шора. Це означає, що, як тільки з'являться масштабні квантові комп'ютери, існуюча система безпеки криптовалют може зіткнутися з серйозними загрозами.

Для подолання цієї проблеми розробка анти-квантових технологій Блокчейн, зокрема, проведення анти-квантових оновлень існуючих Блокчейн, стала терміновою необхідністю. Післяквантова криптографія (PQC) як клас нових криптографічних алгоритмів, здатних протистояти атакам Квантові обчислення ліквідності, стає об'єктом активних досліджень. Деякі технічні команди вже досягли успіху в цій галузі, включаючи завершення будівництва криптографічних можливостей Блокчейн на всіх етапах, розробку покращеної бібліотеки OpenSSL, яка підтримує кілька стандартів NIST для післяквантових криптографічних алгоритмів, а також розробку розподіленого протоколу управління ключами для алгоритму підпису післяквантових стандартів NIST.

Хоча перехід Блокчейн на анти-кільцевий рівень все ще стикається з багатьма технічними викликами, такими як проблема збільшення зберігання післяквантового підпису порівняно з ECDSA, деякі команди вже змогли оптимізувати процес консенсусу та зменшити затримку читання пам'яті, що дозволило досягти швидкості обробки транзакцій анти-кільцевого Блокчейн близько 50% від оригінальної мережі (TPS). Ці досягнення забезпечують важливу гарантію безпеки та стабільності майбутнього Блокчейн в епоху квантових технологій.

Прогрес у квантових обчисленнях є як викликом, так і можливістю. Він сприяє інноваціям у криптографії та технології блокчейн, змушуючи галузь більше зосереджуватись на довгостроковій безпеці. З поглибленням досліджень у нас є підстави вірити, що технологія блокчейн зможе продовжувати відігравати важливу роль у майбутню епоху квантових технологій.