Tính toán lượng tử mới đột phá: Ảnh hưởng của chip Willow của Google đối với Blockchain

Chip lượng tử Willow do Google phát triển có thể hoàn thành nhiệm vụ tính toán mà siêu máy tính nhanh nhất hiện nay cần 10^25 năm để hoàn thành chỉ trong 5 phút. Mặc dù hiện tại vẫn chưa thể gây ra mối đe dọa trực tiếp đối với các thuật toán như RSA và ECDSA, nhưng đã đặt ra những thách thức mới cho hệ thống an ninh tiền điện tử, khiến việc di chuyển chống lại lượng tử của Blockchain trở nên ngày càng quan trọng.

Một bước đột phá cho chip lượng tử Willow của Google

Vào ngày 10 tháng 12, Google đã công bố ra mắt chip tính toán lượng tử mới nhất mang tên Willow, đánh dấu một bước đột phá lớn sau khi lần đầu tiên đạt được "quyền lực lượng tử" vào năm 2019. Willow có 105 qubit, đạt hiệu suất tốt nhất trong hai bài kiểm tra chuẩn về sửa lỗi lượng tử và lấy mẫu mạch ngẫu nhiên. Trong việc lấy mẫu mạch ngẫu nhiên, Willow chỉ mất 5 phút để hoàn thành nhiệm vụ tính toán mà siêu máy tính cần đến 10^25 năm mới có thể hoàn thành, khoảng thời gian này thậm chí còn vượt quá độ tuổi của vũ trụ đã biết.

Một bước đột phá quan trọng của Willow là giảm tỷ lệ lỗi đến mức giảm theo cấp số nhân và đưa nó xuống dưới một ngưỡng nhất định, điều này là điều kiện tiên quyết quan trọng cho việc thực hiện tính toán lượng tử. Trưởng nhóm nghiên cứu Hartmut Neven cho biết, Willow là nguyên mẫu qubit logic có khả năng mở rộng thuyết phục nhất cho đến nay, cho thấy tính khả thi của máy tính lượng tử quy mô lớn.

Tác động tiềm năng đối với tiền điện tử

Mặc dù 105 quantum bit của Willow vẫn còn xa mới đủ để phá vỡ các thuật toán mã hóa được sử dụng bởi các loại tiền điện tử như Bitcoin, nhưng nó báo hiệu hướng phát triển của máy tính lượng tử thực dụng quy mô lớn, điều này tạo ra mối đe dọa tiềm tàng đối với sự an toàn của tiền điện tử.

Bitcoin và các loại tiền điện tử khác thường sử dụng thuật toán chữ ký số đường cong ellip ( ECDSA ) và hàm băm SHA-256. Thuật toán lượng tử về lý thuyết có thể phá vỡ những thuật toán này, đặc biệt là thuật toán lượng tử Shor chỉ cần một triệu qubit lượng tử là có thể hoàn toàn phá vỡ ECDSA. Khi kẻ tấn công có được máy tính lượng tử đủ mạnh, họ có thể suy diễn khóa riêng từ thông tin giao dịch công khai, từ đó kiểm soát tài sản tiền điện tử tương ứng.

Mặc dù hiện tại các máy tính lượng tử chưa thể đe dọa đến các thuật toán mã hóa đang được sử dụng, nhưng sự xuất hiện của Willow cho thấy, với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ tính toán lượng tử, những thách thức an ninh mà tiền điện tử phải đối mặt sẽ ngày càng nghiêm trọng. Cách bảo vệ an toàn cho tiền điện tử trong kỷ nguyên tính toán lượng tử đã trở thành vấn đề được cả lĩnh vực công nghệ và tài chính quan tâm.

Tính quan trọng của công nghệ Blockchain kháng lượng tử

Đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng từ tính toán lượng tử, việc phát triển công nghệ blockchain chống lượng tử, đặc biệt là nâng cấp chống lượng tử cho các blockchain hiện có, trở nên cấp bách hơn bao giờ hết. Mật mã hậu lượng tử (PQC) là một loại thuật toán mật mã mới có khả năng chống lại các cuộc tấn công từ tính toán lượng tử, ngay cả khi thời đại lượng tử đến, vẫn có thể duy trì tính bảo mật. Việc chuyển đổi blockchain sang cấp độ chống lượng tử không chỉ là sự khám phá ở rìa công nghệ, mà còn là biện pháp cần thiết để đảm bảo sự an toàn và ổn định lâu dài của blockchain.

Một số tổ chức đã đạt được tiến bộ trong lĩnh vực này, hoàn thành việc xây dựng khả năng mật mã hậu lượng tử cho toàn bộ quy trình Blockchain, phát triển kho mã hỗ trợ nhiều thuật toán mật mã hậu lượng tử theo tiêu chuẩn NIST, và thông qua việc tối ưu hóa quy trình đồng thuận và giảm độ trễ đọc bộ nhớ, đã phần nào giải quyết vấn đề mở rộng lưu trữ chữ ký hậu lượng tử. Ngoài ra, còn có các tổ chức đã có những đột phá trong việc chuyển đổi thuật toán mật mã chức năng phong phú sang hậu lượng tử, phát triển giao thức chữ ký ủy quyền phân tán hậu lượng tử hiệu quả, khắc phục một số hạn chế của các giải pháp hiện có.

Với sự tiến bộ không ngừng của công nghệ tính toán lượng tử, ngành công nghiệp blockchain và tiền điện tử cần phải chuẩn bị trước, tích cực nghiên cứu và triển khai công nghệ chống lượng tử, để đảm bảo vẫn giữ được tính an toàn và đáng tin cậy trong thời đại lượng tử sắp tới. Điều này không chỉ liên quan đến tương lai của tiền điện tử, mà còn ảnh hưởng đến sự phát triển lâu dài của toàn bộ hệ sinh thái blockchain.