Một nhóm nghiên cứu từ Caltech và công ty khởi nghiệp Oratomic đã chứng minh rằng một máy tính lượng tử có khả năng chạy thuật toán Shor — giao thức phá vỡ mã hóa hiện đại — có thể hoạt động chỉ với 10.000 qubit. Các ước tính trước đây cho rằng con số này là một triệu hoặc cao hơn. Phát hiện này, được công bố vào ngày 31 tháng 3, đã rút ngắn đáng kể thời gian cần thiết để máy lượng tử có thể đe dọa mật mã blockchain.
Kết quả này bác bỏ luận điểm cốt lõi cho rằng các mối đe dọa lượng tử đối với Bitcoin vẫn còn cách xa hàng thập kỷ.
Sự phòng thủ không còn hiệu quả
Cho đến nay, những người hoài nghi về lượng tử vẫn dựa vào một phép tính đơn giản. Việc phá vỡ mật mã đường cong elip của Bitcoin đòi hỏi khoảng 2.100 qubit logic. Mỗi qubit logic cần tới 10.000 qubit vật lý để sửa lỗi. Điều đó có nghĩa là tổng yêu cầu phần cứng vào khoảng 21 triệu qubit vật lý. Với những cỗ máy tốt nhất hiện nay chỉ vận hành khoảng 6.000 qubit nhiễu, các nhà phê bình như doanh nhân Bitcoin Ben Sigman lập luận rằng mối đe dọa thực sự còn cách xa 30 đến 50 năm nữa .
Kiến trúc sửa lỗi mới của nhóm nghiên cứu Caltech đã thay đổi hoàn toàn phương trình toán học đó. Cách tiếp cận của họ khai thác khả năng độc đáo của các nguyên tử trung tính trong việc di chuyển vật lý trên các mảng qubit bằng cách sử dụng kẹp quang học dựa trên laser. Điều này cho phép tạo ra sự vướng víu tầm xa và mã sửa lỗi tốc độ cao. Kết quả là tỷ lệ qubit vật lý so với qubit logic giảm từ khoảng 1.000:1 xuống còn khoảng 5:1.
Áp dụng tỷ lệ đó cho cùng 2.100 qubit logic. Tổng số qubit vật lý giảm xuống còn khoảng 10.500. Con số này ít hơn gấp đôi so với mảng 6.100 ATOM mà giáo sư Manuel Endres của Caltech đã xây dựng trong phòng thí nghiệm của mình.
John Preskill, Giáo sư Vật lý Lý thuyết Feynman tại Caltech, đã nghiên cứu về khả năng chịu lỗi lâu hơn cả tuổi đời của một số đồng tác giả của ông. Ông cho biết lĩnh vực này cuối cùng cũng đang tiến gần đến mục tiêu của mình.
Đã có 6,7 triệu BTC được xác định là mục tiêu.
Thời điểm công bố kết quả khiến việc bác bỏ nó trở nên khó khăn hơn. Chỉ một ngày trước đó, vào ngày 30 tháng 3, Google Quantum AI đã công bố một Sách trắng nghiên cứu lần đầu tiên vạch ra bề mặt tấn công lượng tử của Bitcoin. Nghiên cứu đã xác định được khoảng 6,7 triệu BTC nằm trong các địa chỉ dễ bị tổn thương bởi các cuộc tấn công gọi là "tấn công khi Bitcoin đang ở trạng thái nghỉ". Những địa chỉ này bao gồm các địa chỉ Pay-to-Public-Key từ thời kỳ Đào coin Bitcoin sớm nhất, trong đó các khóa công khai được hiển thị vĩnh viễn trên blockchain.
Một máy tính lượng tử chạy thuật toán Shor có thể suy ra khóa riêng từ các khóa công khai bị lộ và rút sạch tiền. Khoảng 1,7 triệu BTC đang bị khóa chỉ riêng trong các script P2PK. Nhiều BTC được giữ trong các ví không hoạt động, bao gồm cả các đồng tiền được cho là thuộc về Satoshi (SATS) Nakamoto. Như phân tích của Deloitte đã chỉ ra, các địa chỉ này không thể được nâng cấp hoặc chuyển đổi sang mật mã hậu lượng tử.
Điểm nghẽn nằm ở khâu quản trị, chứ không phải ở mã nguồn.
CryptoQuant CEO Ki Young Ju has argued that the hardest part of a quantum upgrade is not technical. Reaching Consensus within the Bitcoin community on what to do with vulnerable coins — especially freezing Satoshi's estimated one million BTC — could prove far more difficult than writing new code.
Cuộc tranh luận về Block Size dài hơn ba năm và dẫn đến nhiều đợt phân nhánh cứng (hard fork). Đề xuất đóng băng các đồng tiền không hoạt động sẽ gặp phải sự phản kháng tương tự hoặc lớn hơn. Ju cảnh báo rằng sự đồng thuận hoàn toàn có thể sẽ không bao giờ thành hiện thực, làm dấy lên khả năng xuất hiện các đợt phân nhánh Bitcoin cạnh tranh khi phần cứng lượng tử phát triển.
Bài báo của Caltech không giải quyết được vấn đề quản trị đó. Nhưng nó đã loại bỏ giả định dễ dãi rằng cộng đồng có hàng thập kỷ để tìm ra giải pháp. Các nhà nghiên cứu đã thành lập Oratomic để thương mại hóa kiến trúc của họ và đặt mục tiêu xây dựng các máy tính lượng tử chịu lỗi quy mô tiện ích trước khi thập kỷ này kết thúc.
