Новые прорывы в квантовых вычислениях: вызовы и возможности для Блокчейн

10 декабря прорыв в области квантовых вычислений привлек широкое внимание научного сообщества. Новый квантовый чип Willow имеет 105 квантовых битов и продемонстрировал наилучшие результаты в двух эталонных тестах: квантовой коррекции ошибок и случайной выборке цепей. Особенно в эталонном тесте случайной выборки цепей чип Willow справился с вычислительной задачей, на выполнение которой современному суперкомпьютеру требуется 10^25 лет, всего за 5 минут, что даже превышает возраст известной вселенной.

Одним из важных прорывов чипа Willow является то, что он может обеспечить экспоненциальное снижение уровня ошибок и сделать уровень ошибок ниже определенного ключевого порога. Это считается важным предварительным условием для практического применения квантовых вычислений. Руководитель исследовательской группы заявил, что Willow является первой системой, которая опускается ниже порога, демонстрируя осуществимость квантовых компьютеров для массового использования.

Это достижение не только способствовало развитию квантовых вычислений, но и оказало глубокое влияние на несколько отраслей, особенно в области блокчейна и криптовалют. Хотя в настоящее время 105 квантовых битов чипа Willow еще недостаточно для взлома криптографических алгоритмов, используемых в криптовалютах, оно предвещает открытие пути к созданию масштабных практических квантовых компьютеров.

Широко используемые в криптовалютах, таких как Биткойн, алгоритм цифровой подписи на эллиптических кривых (ECDSA) и хэш-функция SHA-256 могут столкнуться с угрозами безопасности, связанными с Квантовыми вычислениями ликвидности. Исследования показывают, что для взлома ECDSA требуется всего миллион квантовых битов, тогда как для взлома SHA-256 потребуется сотни миллионов квантовых битов.

Два типа адресов кошельков, используемых в биткойн-транзакциях — "Оплатить публичному ключу"(p2pk) и "Оплатить хэш публичного ключа"(p2pkh) — могут быть подвержены атакам квантовых вычислений. Особенно в транзакциях p2pkh, хотя окно всего 10 минут, для квантового компьютера этого достаточно, чтобы вывести приватный ключ.

Столкнувшись с потенциальной угрозой квантовых вычислений, разработка устойчивых к квантовым атакам технологий Блокчейн стала первоочередной задачей. Постквантовые криптографические алгоритмы (PQC) как новый тип криптографических алгоритмов, способных противостоять атакам квантовых вычислений, предоставляют возможность защиты безопасности Блокчейн и криптовалют.

Некоторые исследовательские учреждения уже добились успехов в области анти-quantum blockchain технологий. Например, некоторые организации завершили создание криптографических возможностей для полного процесса blockchain на базе пост-квантовых технологий, разработали криптографическую библиотеку, поддерживающую несколько пост-квантовых криптографических алгоритмов стандарта NIST, и оптимизировали проблему расширения хранения пост-квантовых подписей. Кроме того, исследовательские группы разработали протокол распределенного управления ключами для алгоритма подписи NIST пост-квантового стандарта Dilithium, который считается первым в отрасли эффективным распределенным пороговым протоколом подписи пост-квантового анализа.

С развитием технологий квантовых вычислений, блокчейн и индустрия криптовалют сталкиваются с новыми вызовами и возможностями. Как сохранить безопасность и стабильность блокчейна в эпоху квантовых вычислений станет фокусом внимания как научного, так и финансового сообществ. Развитие технологий блокчейна, устойчивых к квантовым вычислениям, это не только передовой технологический исследование, но и ключ к обеспечению долгосрочной безопасности и надежной работы блокчейна. В будущем мы можем увидеть больше инновационных решений для противодействия потенциальным угрозам, связанным с квантовыми вычислениями, и продвижения технологий блокчейна в более безопасное и эффективное направление.