IBMの量子「キャット」が吠える:120キュービットのブレークスルーがビットコインの暗号リスクを近づける

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IBMの最新の量子ブレークスルーは、暗号通貨の世界をその悪夢のシナリオに少し近づけました—ビットコインの暗号を破ることができるコンピュータです。

今月初めに発表された報告書で、IBMの研究者たちは120量子ビットのエンタングル状態を生成したと報告しました。これは、これまでで最も重要かつ最も安定した種類のものです。

「ビッグキャッツ:120キュービット以上のエンタングルメント」と題された論文で説明された実験は、すべてのキュービットにわたる真の多体エンタングルメントを示しています。これは、将来的に現代の暗号を破るのに十分な強力なアルゴリズムを実行できるフォールトトレラント量子コンピュータに向けた重要なステップです。

"私たちは、ノイズが抑制された回路を使用して量子コンピュータ上に大規模な絡み合ったリソース状態を作成することを目指しています。"と研究者たちは書いています。“この目標を達成するために、グラフ理論、スタビライザー群、回路の非計算技術を使用します。”

この報告は、実用的な量子コンピュータを開発するための主要なテック企業間の急速な進展と競争が高まる中で到着しました。IBMのブレークスルーは、先週105量子ビットのウィローチップを使用して物理アルゴリズムを実行し、古典コンピュータがシミュレートできるどのコンピュータよりも速く動作したGoogle Quantum AIを上回ります。

より大きな猫を作る

この研究では、IBMチームはグレンバーガー–ホーン–ツァイリンガーとして知られる量子状態のクラスを使用しました。これは、シュレーディンガーの有名な思考実験にちなんで「猫状態」と呼ばれています。

GHZ状態とは、すべてのキュービットが同時にすべてゼロである状態とすべてが1である状態の重ね合わせに存在するシステムです。1つのキュービットが変化すると、すべてが変化します。これは古典物理学では不可能なことです。

「実用的な利点に加えて、GHZ状態は歴史的にイオン、超伝導体、中性原子、光子などのさまざまな量子プラットフォームのベンチマークとして使用されてきました」と彼らは書いています。「これは、これらの状態が実験の不完全性に非常に敏感であるという事実から生じます—実際、これらはハイゼンベルグ限界で量子センシングを達成するために使用できます」と彼らは言い、量子物理学における何かがどれだけ正確に測定できるかの究極の限界を引用しました。

120キュービットに到達するために、IBMの研究者たちは超伝導回路と、チップの最もノイズの少ない領域に操作をマッピングする適応コンパイラを使用しました。

彼らはまた、一時的な非計算と呼ばれるプロセスを採用し、役割を終えたキュービットを一時的に解き離し、後で再接続される前に安定した状態で休ませることを可能にしました。

どれほど「量子」なのか?

結果の質は、生成された状態が理想的な数学的状態にどれほど近いかを測る指標である忠実度を使用して測定されました。

忠実度が1.0であれば完璧な制御を意味し、0.5は完全な量子もつれを確認する閾値です。IBMの120量子ビットGHZ状態は0.56を記録し、すべての量子ビットが単一の、一貫したシステムの一部であることを証明するのに十分でした。

そのような結果を直接検証することは計算上不可能です—120量子ビットのすべての構成をテストするには、宇宙の年齢よりも長い時間がかかります。

代わりに、IBMは2つの統計的ショートカットに依存しました:集団的干渉パターンを追跡するパリティ振動テストと、ステイビライザーと呼ばれる状態の測定可能な特性のサブセットをランダムにサンプリングする直接忠実度推定です。

各ステビライザーは診断ツールとして機能し、量子ビットのペアが同期しているかどうかを確認します。

ビットコインにとって重要な理由

まだ本当の暗号上の脅威には程遠いものの、IBMの画期的な成果は実験をさらに一歩進め、量子コンピューティング研究グループProject 11が量子攻撃に対して脆弱であると警告した660万BTC—約7672.8億ドルの価値—を危険にさらす可能性に近づいています。

これらのリスクのあるコインには、ビットコインの創設者サトシ・ナカモトが所有するものが含まれます。

"これはビットコインに関する最大の論争の一つです:サトシのコインをどうするか。動かすことができず、サトシはおそらくいなくなってしまった"とプロジェクト11の創設者アレックス・プルーデンは言いました。“では、そのビットコインはどうなるのでしょうか?供給のかなりの割合を占めています。それを燃やすのか、再分配するのか、それとも量子コンピュータに取らせるのか?それが唯一の選択肢です。”

ビットコインアドレスがその公開鍵を公開すると、理論的には十分に強力な量子コンピュータがそれを再構築し、確認される前に資金を奪うことができる可能性があります。IBMの120量子ビットシステム自体にはその能力はありませんが、その規模に向けた進展を示しています。

IBMが2030年までにフォールトトレラントシステムを目指している中で—GoogleとQuantinuumも同様の目標を追求している—デジタル資産に対する量子脅威のタイムラインはますます現実味を帯びてきています。

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