谷歌已經推出了量子運算晶片 “Willow”,其 Quantum AI 團隊表示,只需數分鐘就能解決過去要十萬億億年(septillion years)才能解決的計算問題,引發外界熱議量子是否即將破解加密技術。
過往超級電腦計算需十萬億億年,Willow 卻僅需 5 分鐘完成。
Quantum AI 團隊負責人 Hartmut Neven 在 12 月 9 日的部落格指,Willow 以驚人速度運算,糾錯能力亦大幅提升。
Neven 指:「這數字遠超物理學已知時間,亦遠超宇宙年齡。」
他續指,Willow 更進一步驗證了「量子運算在多重宇宙中同時發生」,呼應 David Deutsch 最早提出的多重宇宙理論。
Willow 令量子比特誤差率減半
Neven 強調,谷歌 Quantum AI 團隊憑 qubit(量子比特)大幅減少誤差,這是量子糾錯領域 30 年來的大挑戰。
「透過最新量子錯誤修正技術,我們成功將誤差率減半,實現了指數級減少。」Neven 表示。
「這一歷史性突破被稱為『低於門檻(below threshold)』,即擴展 qubit 數目時亦能降低誤差。」Neven 補充。
量子比特(qubit)是量子運算不可或缺的資訊單位,有更高運算力,但增加 qubit 數目也意味誤差風險上升,運算結果易失準,難以規模化應用。
然而,Willow 有效減少誤差,谷歌 CEO Sundar Pichai 在 X 社交平台發文宣布此突破。Pichai 指,Willow 是建立「實用量子電腦」的重要一步,並將實用於藥物發現、核融合能源及電池設計。
谷歌於《Nature》發表論文指,「在 Willow 中使用愈多 qubit,誤差減少愈多,而系統愈具『量子性』。」
工程師每次增加物理 qubit 陣列規模(由 3x3、5x5 至 7x7),誤差率均能減半。
有了這技術,谷歌希望打造能進行複雜糾錯運算的電腦。至今已完成量子運算路線圖 6 項目標中的 2 項。
Qubit 數量足以破解加密技術?
多年來,量子電腦能否破解加密技術,一直是加密貨幣界的關注焦點。量子運算可讓駭客高速解鎖龐大數量的數碼資產。
前谷歌產品經理 Kevin Rose 指,Willow 短期內對加密貨幣威脅有限,因要破解比特幣加密需逾 1,300 萬個 qubit 並連續運作 24 小時,現實上暫時未能達到。
Willow 晶片只有 105 個 qubit。
Kevin Rose 在一系列 tweets 中解釋:tweeted:
「問:谷歌 Willow 可以破解比特幣嗎?
依估算,破解比特幣加密需約 1,300 萬 qubit 才能於一日內解密。
相比之下,Willow 雖然是重大突破,僅有 105 個 qubit。仍有一段距離……但仍屬量子運算重大躍進。👏」
不過,支付平台 Lightspark 行政總裁 David Marcus 提醒業界別輕視這發展,強調是時候開始部署「後量子加密技術」。
以太坊共同創辦人 Vitalik Buterin 亦曾指明應付量子威脅的做法。他於 3 月推文建議,區塊鏈可通過硬分叉令用戶下載新錢包程式以加強安全,但提醒少數用戶或會因此失去資金。
加密市場因量子末日恐慌陷震盪
消息已引發加密市場劇烈震盪,全球市值一日內急跌 4.6% 至 3.46 兆美元,成交量飆升 100%,投資者陷入量子末日恐懼。
Twitter 上有不少預測認為,加密市場或因這項量子突破,將損失百萬計資金。
Geiger Capital 更發 tweet 稱比特幣已死,加上「你所有密碼都報銷了,好玩到此為止。」
不過即使量子電腦真能破解加密,業界亦將採用量子安全演算法。
Web3 安全公司 Blockaid 的 GTM 負責人 Glenn Rachlin 解釋,比特幣用上兩類加密技術。ECDSA 256 加密易受 Shor’s algorithm 影響,而 RSA 則利用大型組合數分解質數。Shor 算法能比古典算法更快質因數分解,削弱系統安全性。
Rachlin 指:「要破解需超過 100 萬個 qubit,Willow 的 105 個根本未夠。」
第二種 SHA-256 加密更難破解,需數百萬個物理 qubit。
Rachlin 補充:「比特幣加密暫時依然 SAFU(用戶資產安全)……」
此外,Block9 及 Elev8 Digital Services 創辦人 Steven Rupp 引用了 Grok 答案澄清謠言。他指出,Willow 現時因 qubit 數量、糾錯等限制,無法破解比特幣 hash,量子威脅現階段屬理論多於實際擔憂。
同時,加密世界亦積極提升加密標準。美國商務部國家標準與技術研究院今年初已審定三項後量子加密標準,用以防備量子電腦的網絡攻擊。不少加密安全公司也已展開開發對應技術。

