Google量子計算晶片　能破解比特幣嗎？

美國科技巨頭Google星期一宣布透過新一代晶片「Willow」克服了量子計算的關鍵挑戰，在5分鐘內解決世界上最快超級電腦需要10澗年（10,000,000,000,000,000,000,000,000年）才能解出的計算難題。

專家表示，目前來說，Willow主要還是一項實驗裝置，強大到足以解決廣泛真實世界問題的量子電腦還需要幾年時間和幾十億美元才能問世。

量子電腦運作的方式，跟我們手機或筆電裡的電腦有根本上的差異。

量子電腦利用量子力學，以遠快於傳統電腦的速度破解問題。

人們期待量子電腦或許最終能夠讓複雜的過程大幅加速，例如研發新藥。不過也有人擔心量子電腦被用於不良用途，像是破解一些用以保護敏感數據的加密技術。

今年2月，蘋果公司宣布用來保護iMessage聊天的加密技術，已經升級成「具有量子抗性」，防止未來強大的量子電腦讀取訊息內容。

領導Google量子AI實驗室的涅文（Hartmut Neven）告訴《BBC》，Willow可以用於部分實際應用，但拒絕透露更多細節。他只說，足以執行商業應用的晶片在這個十年結束前都還不會誕生。

他說，相關應用最初會集中在模擬量子效應起重要作用的系統，「例如，這對於核聚變反應爐的設計、了解藥物機理和藥物開發非常重要，同樣也適用於研發更高效的汽車電池，以及一長串其他類似任務」。

涅文表示，Willow的效能足以成為「至今為止最強的量子處理器」。

英國薩里大學（Surrey University）計算專家伍德瓦教授（Alan Woodward）表示，量子電腦在執行一定範圍的任務上，會優於「經典」電腦，但不會取代經典電腦。

伍德瓦警告，不要透過單一測試高估Willow的成就，「要小心不要拿蘋果比橘子」。

Google選擇了一道「為量子電腦量身打造」的問題，做為效能基準測試，這並沒有證明量子電腦處理所有問題的速度都比經典電腦更快。

不過伍德瓦肯定Willow展現顯著的進步，特別是在錯誤修正方面。

用非常簡單的話說，一台量子電腦愈有用，它擁有的量子位元（qubits）就越多。

但這個技術有個大問題，就是容易出錯。在過去，一個晶片擁有愈多量子位元，出錯傾向就愈高。

但Google研究者成功扭轉局面，設法透過精密設計和編寫新晶片的程式，使得在量子位元增加的情況下，整個系統的出錯率反而下降。涅文解釋，這項重大突破解決了這個領域近30年來的關鍵挑戰。

Google方面指出，要發展出有實際用途的量子電腦，錯誤率還得降到比Willow低很多才行。

英國國家量子計算中心（National Quantum Computing Centre）負責人克柏特（Michael Cuthbert）認為Willow比較接近里程碑而不是一項突破，不過「明顯是非常令人驚豔的成果」。

Willow會威脅比特幣的安全性嗎？

號稱擁有105個量子位元的Willow，會威脅比特幣的安全性嗎？專家認為，量子電腦要破解比特幣的加密，還得花上幾十年。在可預見的未來，密碼學家依然對比特幣的量子抗性有信心。

包括軟體公司AVA Labs創辦人西瑞爾（Emin Gün Sirer）等專家都相信，量子計算不會對加密貨幣構成立即威脅。

西瑞爾強調，儘管量子計算的潛力驚人，這項科技目前還在線性規模運作階段，對比特幣發動量子攻擊的窗口依然非常小。

比特幣的交易是使用雙向雜湊函式，公鑰只有在交易啟動時才會暴露。

這使得靜止狀態下的資金具備「量子抗性」，因為攻擊者無法獲得可利用的資訊。

只有在觸發交易時，量子風險才會出現，暴露公鑰。但即使這樣，攻擊者也只有很短暫的行動窗口，大約5到30分鐘之間，而後交易就會記錄到區塊鏈上。

不過西瑞爾指出，來自中本聰時代的比特幣可能比較脆弱，因為這些比特幣使用「P2PK」（支付到公鑰）格式，會暴露出公鑰並讓攻擊者有更多時間攻擊。

比特幣對量子攻擊的抗性，早已建立在其加密協議裡面。

比特幣採用兩種主要加密演算法，那就是「橢圓曲線數位簽名演算法256位元」（ECDSA 256）和「安全雜湊演算法256位元」（SHA-256）。

理論上，這些加密方法可能受到量子計算的威脅，但破解這些加密方法需要超過100萬量子位元的量子電腦，遠超過Willow目前的能力。

特別是SHA-256的破解難度更高，可能需要數百萬量子位元的量子電腦才行。

化名「中本聰」的比特幣創造者，早就在2010年預見量子計算可能帶來的潛在風險。

他提出的應變計畫是，若SHA-256還是被破解了，比特幣可以透過區塊鏈分岔轉移到新的雜湊函式上，這樣的前瞻性使得比特幣得以適應量子技術的進步並確保安全性。

結論是，目前來看，破解比特幣依然遠超過現在量子電腦的能力範圍。

在量子電腦的進步過程中，區塊鏈產業也會透過新技術來加強防禦。

（資料來源：CCN.com、Reuters、BBC）

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