沙特阿拉伯的首台量子计算机：它能破解比特币吗？

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介绍

沙特阿拉伯已进入全球量子计算竞赛。沙特阿美，这家由政府控制的能源和化工公司，宣布安装了王国首台量子计算机，这加剧了对比特币和其他区块链网络的安全担忧。

阿美石油在其达兰数据中心安装了一台由法国中性原子量子计算公司Pasqal制造的200量子比特机器。该系统已针对能源建模和材料研究等工业应用进行了设计。Pasqal表示，这是该公司迄今交付的最强大系统。

“我们迄今为止最强大的量子计算机的部署是历史的一部分，也是中东量子未来的一个里程碑，” Pasqal CEO Loïc Henriet 在一份声明中说道。“Pasqal继续扩展，将实用的量子计算能力提供给工业。”

沙特阿拉伯的举措使其与美国、中国、欧盟、英国、日本、印度和加拿大等政府并列，这些国家资助了国家量子计划，旨在扩展研究基础设施并培养未来容错系统所需的劳动力。

区块链安全的真正威胁

专家警告说，如果量子计算机变得足够强大，它们可能会揭示私钥或伪造签名，从而允许攻击者窃取资金或破解隐私机制。但这种威胁在今天到底有多真实呢？

Bolts Technologies 的创始人 Yoon Auh 表示，量子计算的快速进展迫使安全界认真对待这一威胁，因为该技术出现了"反复跳跃"。

"投入如此多的努力和资金，突破是不可避免的，"他说。“没人知道何时，但威胁不再是理论上的。今天它仍然无法破解ECC或RSA，但进展稳步进行。”

Auh指出，国家投资的动机超出了密码分析。他说：“量子计算是第一项可能成为全球数字武器的技术，而这种武器不受任何政治系统控制。”

当前限制

然而，研究距离破解像比特币所建立的系统还有一段距离。根据研究科学家伊恩·麦考马克的说法，200量子位的系统在实际应用中是小的，因为当前的机器受到噪声和短相干时间的限制，这限制了它们可以运行的操作数量。

"200个量子比特足以进行一些有趣的实验和演示，前提是这些量子比特质量高，而即使是这么少的量子比特，做到这一点也很困难，但远远不足以进行你需要运行Shor算法的错误纠正计算，"他说。

量子计算的进展

在九月，加州理工学院的研究人员揭示了一种具有6000个量子比特的中性原子系统。然而，即使是这样规模的机器仍然用于研究、模拟和算法开发，而不是用于攻击密码学。

“你需要的是一个非常长的相干时间，与操作的持续时间相比，” 加州理工学院研究生埃利·巴特尔说。“如果你的操作是一个微秒，而你的相干时间是一秒，这意味着你可以进行大约一百万次操作。”

研究人员表示，威胁现代密码学需要数千个纠错逻辑量子比特，这相当于数百万个物理量子比特。

Q日场景

尽管Pasqal系统没有改变当前区块链的安全性，但它重新引起了人们对一个长期风险的关注，这就是Q-Day，即量子计算机变得足够强大以从公钥推导出私钥并伪造数字签名的时刻。

人们担忧，这种能力不仅会破坏比特币所使用的加密技术，还会影响支撑全球经济的众多安全系统。

“量子计算机能做什么，这与比特币相关的，是伪造比特币今天使用的数字签名，” 安德森·霍洛维茨的研究合伙人、乔治城大学的副教授贾斯廷·塞勒说。“拥有量子计算机的人可以授权一笔交易，在你未授权的情况下提取你账户中的所有比特币。这就是人们担心的地方。”

今天的早期处理器，包括200量子比特的Pasqal机器和谷歌的105量子比特Willow芯片，仍然远低于进行此类攻击所需的阈值。

"量子计算有合理的概率，超过5%，可能对比特币和其他加密货币构成重大甚至生存的长期风险，"密歇根大学计算机科学与工程教授克里斯托弗·佩克特说。“但在接下来的几年里，这并不是一个真正的风险；量子计算技术仍然需要很长的路要走，才能威胁到现代密码学。”