量子計算新突破：谷歌芯片Willow對區塊鏈安全的潛在影響

近日，谷歌公司推出了其最新的量子計算芯片Willow，這是繼2019年首次實現"量子霸權"後的又一重大突破。Willow芯片擁有105個量子比特，在量子糾錯和隨機電路採樣兩項基準測試中均創下同類最佳性能。

在隨機電路採樣測試中，Willow僅用5分鍾就完成了當今最快超級計算機需要10^25年才能完成的計算任務。這一驚人成果超越了已知宇宙的年齡，甚至超出了物理學已知的時間尺度。

Willow的一個關鍵突破在於顯著降低了錯誤率。隨着量子比特數量增加，計算過程通常更容易出錯。然而，Willow實現了錯誤率的指數級下降，並將其控制在某個關鍵閾值以下。這被認爲是實現實用量子計算的重要前提。

研發團隊負責人表示，Willow作爲首個低於錯誤閾值的系統，代表了迄今爲止最有說服力的可擴展邏輯量子比特原型，證明了大規模實用量子計算機的可行性。

雖然Willow的105個量子比特還遠不足以破解當前加密貨幣使用的密碼算法，但它預示着構建大規模實用量子計算機的光明前景。這對區塊鏈和加密貨幣領域提出了新的安全挑戰。

目前，橢圓曲線數字籤名算法(ECDSA)和SHA-256哈希函數廣泛應用於比特幣等加密貨幣交易中。理論上，量子算法可以破解這些算法，尤其是ECDSA。雖然目前的量子計算機還無法對這些算法構成實際威脅，但隨着技術進步，未來可能出現安全隱患。

爲應對潛在風險，業界正在積極研發抗量子區塊鏈技術。後量子密碼(PQC)是一類能夠抵抗量子計算攻擊的新型密碼算法。一些機構已經在全流程後量子密碼能力建設、後量子版本密碼庫開發等方面取得進展。同時，針對後量子籤名存儲膨脹等問題，也在進行共識流程優化等技術改進。

此外，富功能密碼算法的後量子遷移也受到關注。例如，已有機構開發出針對NIST後量子籤名標準算法的高效分布式門限籤名協議，在性能和功能上都有顯著提升。

隨着量子計算技術的快速發展，如何在未來量子時代保障區塊鏈和加密貨幣的安全性，將成爲科技和金融領域的重要課題。開發抗量子區塊鏈技術、對現有區塊鏈進行抗量子升級，正日益成爲確保加密貨幣長期安全與穩定的當務之急。