量子計算新突破對區塊鏈的挑戰與機遇

12月10日，一項令人矚目的量子計算技術突破引起了科技界的廣泛關注。最新推出的量子芯片Willow擁有105個量子比特，在量子糾錯和隨機電路採樣兩項基準測試中都達到了同類別的最佳性能。特別是在隨機電路採樣基準測試中，Willow芯片僅用5分鍾就完成了當今最快超級計算機需要10^25年才能完成的計算任務，這一數字甚至超出了已知宇宙的年齡。

Willow芯片的一個重要突破在於其能夠將錯誤率實現指數級下降，並使錯誤率低於某個關鍵閾值。這被認爲是量子計算實際應用的重要前提條件。研發團隊的負責人稱，Willow是首個低於閾值的系統，展示了大規模實用性量子計算機的可行性。

這一成就不僅推動了量子計算的發展，也對多個行業產生了深遠影響，尤其是在區塊鏈和加密貨幣領域。雖然目前Willow芯片的105個量子比特還遠不足以破解加密貨幣使用的密碼算法，但它預示着構建大規模實用性量子計算機的道路已經開啓。

在比特幣等加密貨幣中廣泛使用的橢圓曲線數字籤名算法（ECDSA）和哈希函數SHA-256可能面臨量子計算帶來的安全威脅。研究表明，通過量子算法，破解ECDSA只需要百萬個量子比特，而破解SHA-256則需要數億個量子比特。

比特幣交易中使用的兩類錢包地址——"支付給公鑰"(p2pk)和"支付給公鑰的哈希"(p2pkh)——都可能受到量子計算攻擊。特別是在p2pkh交易中，雖然只有10分鍾的窗口期，但對於量子計算機來說，這足以推導出私鑰。

面對量子計算的潛在威脅，開發抗量子區塊鏈技術成爲了當務之急。後量子密碼（PQC）作爲一類能夠抵抗量子計算攻擊的新型密碼算法，爲保護區塊鏈和加密貨幣的安全性提供了可能。

一些研究機構已經在抗量子區塊鏈技術方面取得了進展。例如，有機構完成了區塊鏈全流程的後量子密碼能力建設，開發了支持多個NIST標準後量子密碼算法的密碼庫，並針對後量子籤名存儲膨脹問題進行了優化。此外，還有研究團隊開發了針對NIST後量子籤名標準算法Dilithium的分布式密鑰管理協議，這被認爲是業界首個高效的後量子分布式門限籤名協議。

隨着量子計算技術的不斷進步，區塊鏈和加密貨幣行業面臨着新的挑戰和機遇。如何在量子時代保持區塊鏈的安全性和穩定性，將成爲科技界和金融界共同關注的焦點。抗量子區塊鏈技術的發展不僅是一項前沿技術探索，更是確保區塊鏈長期安全可靠運行的關鍵。未來，我們可能會看到更多創新性的解決方案，以應對量子計算帶來的潛在威脅，推動區塊鏈技術向更安全、更高效的方向發展。