Google ca ngợi đột phá lượng tử “kỳ diệu”, Bitcoin lo “Q-Day”

Bước đột phá mới nhất của Google trong lĩnh vực lượng tử

Google Quantum AI cho biết hôm thứ Năm rằng các nhà nghiên cứu đã chứng minh thành công một kỹ thuật gọi là “nuôi dưỡng trạng thái ma thuật” trên bộ xử lý lượng tử Willow của công ty, vượt qua một trở ngại lâu nay trong việc phát triển các máy tính lượng tử quy mô lớn, có khả năng sửa lỗi.

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí khoa học Science, đã đạt được mức giảm lỗi gấp 40 lần so với các trạng thái lượng tử chưa trải qua quy trình này. Các nhà nghiên cứu cũng tạo ra các trạng thái T với độ chính xác logic kỷ lục 99,99%, chứng minh độ chính xác cực cao trong một thành phần quan trọng của tính toán lượng tử.

Trạng thái ma thuật là các tài nguyên lượng tử chuyên biệt cần thiết để thực hiện một số thao tác thiết yếu cho tính toán lượng tử đa năng. Việc tạo ra chúng một cách đáng tin cậy luôn là thách thức kỹ thuật lớn, với một số ước tính cho rằng tới 95% công suất của máy tính lượng tử có thể được dành cho việc tạo ra các trạng thái này.

Kỹ thuật của Google giải quyết điểm nghẽn này bằng cách đưa một trạng thái lượng tử có nhiễu vào một vùng nhỏ của bộ xử lý và sử dụng các phép đo phối hợp để phát hiện lỗi và loại bỏ các lần thử không thành công.

Các nhà nghiên cứu cũng đã chứng minh một phương pháp để chuyển các trạng thái lượng tử đã được tinh chế giữa các kiến trúc sửa lỗi khác nhau, một khả năng quan trọng để mở rộng quy mô các hệ thống lượng tử.

Mặc dù Google thừa nhận vẫn còn những thách thức kỹ thuật đáng kể, công ty này mô tả những phát hiện này là một bước quan trọng hướng tới việc xây dựng các máy tính lượng tử hữu ích, có khả năng chịu lỗi và có thể giải quyết các vấn đề nằm ngoài khả năng của các máy tính truyền thống.

Mối đe dọa an ninh lượng tử đối với Bitcoin

Đột phá này càng làm gia tăng lo ngại về khả năng bảo mật mật mã của Bitcoin sẽ bị đe dọa bởi máy tính lượng tử trong tương lai, một cột mốc được dự đoán trước có tên gọi là “Q-Day”.

Vào tháng 3, các nhà nghiên cứu của Google đã công bố một phân tích riêng cho thấy việc phá vỡ hệ mật mã đường cong elip làm nền tảng cho chữ ký số của Bitcoin có thể chỉ cần ít hơn 500.000 qubit vật lý, tức là ít hơn khoảng 20 lần so với một số ước tính trước đó.

Nghiên cứu này cũng phác thảo một kịch bản lý thuyết trong đó các máy tính lượng tử đủ tiên tiến có thể suy ra khóa riêng của Bitcoin từ một khóa công khai bị lộ trong khoảng chín phút, tiềm ẩn nguy cơ cho phép kẻ tấn công chặn các giao dịch trước khi được xác nhận.

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng khoảng 6,9 triệu BTC có thể đối mặt với nguy cơ bị lộ thông qua các khóa công khai đã được tiết lộ, bao gồm cả các định dạng ví cũ và địa chỉ đã được tái sử dụng.

Tuy nhiên, hiện tại chưa có máy tính lượng tử nào có khả năng thực hiện các cuộc tấn công như vậy. Nghiên cứu mới nhất về “trạng thái ma thuật” của Google không chứng minh khả năng phá vỡ hệ thống mã hóa của Bitcoin, nhưng nó đề cập đến một trong những rào cản kỹ thuật trong việc phát triển các máy tính có thể làm được điều đó trong tương lai.

Vào tháng 9, Fidelity Digital Assets đã cảnh báo rằng các máy tính lượng tử đủ mạnh có thể cuối cùng sẽ suy ra được các khóa riêng tư từ các khóa công khai Bitcoin bị lộ. Công ty này đã xem xét các hệ thống chữ ký chống lượng tử, bao gồm một phương pháp được đề xuất có tên là SHRINCS, đồng thời nhấn mạnh những phức tạp do các chữ ký lớn hơn gây ra, điều này có thể làm giảm thông lượng giao dịch của Bitcoin và tăng phí.

Thách thức phía trước

Chỉ trong tuần này, sàn giao dịch tiền điện tử Coinbase đã công bố một đánh giá chi tiết nêu rõ những thách thức trong việc chuyển đổi Bitcoin sang hệ thống mã hóa chống lượng tử.

Sàn giao dịch này, vốn cho biết đang bảo vệ khoảng 15% tổng nguồn cung Bitcoin, nhấn mạnh rằng việc thay thế các thuật toán chữ ký hiện có chỉ là một phần của giải pháp. Các nhà phát triển cũng phải xem xét các hệ thống lưu ký tổ chức, dung lượng blockchain hạn chế, khả năng tương thích với các ví hiện có và các khoản tiền được giữ trong các địa chỉ không hoạt động.

Coinbase đã chỉ ra các đề xuất, bao gồm BIP-360, như những nền tảng tiềm năng để giới thiệu các biện pháp bảo vệ mật mã linh hoạt hơn.

Một vấn đề đặc biệt khó khăn liên quan đến Bitcoin được lưu trữ trong các ví mà chủ sở hữu đã mất khóa riêng tư hoặc không thể chuyển tiền của họ sang các tiêu chuẩn bảo mật mới. Những khoản nắm giữ này có thể vẫn bị lộ ngay cả sau khi mạng lưới áp dụng các biện pháp bảo vệ chống lại tấn công lượng tử.

Google đã đặt mục tiêu riêng là năm 2029 để chuyển đổi các hệ thống của mình sang mã hóa hậu lượng tử, nhấn mạnh các nỗ lực chuẩn bị của toàn ngành.

Đối với Bitcoin, thách thức không phải là một sự cố bảo mật ngay lập tức, mà là quá trình phối hợp các bản nâng cấp trên một mạng lưới phi tập trung có thể kéo dài — trước khi máy tính lượng tử trở nên đủ mạnh để đe dọa các biện pháp bảo vệ hiện có của nó.