O ‘Gato’ Quântico da IBM Ruge: Avanço de 120-Qubit Aumenta o Risco de Criptografia do Bitcoin

A mais recente descoberta quântica da IBM aproximou um pouco o mundo cripto do seu cenário de pesadelo—um computador capaz de quebrar a criptografia do Bitcoin.

Num relatório publicado no início deste mês, investigadores da IBM relataram a criação de um estado quântico emaranhado de 120 qubits — o mais significativo e estável do seu tipo até à data.

O experimento, descrito em um artigo intitulado “Grandes Felinos: Emaranhamento em 120 Qubits e Além,” demonstra emaranhamento multipartido genuíno em todos os qubits—um passo chave em direção a computadores quânticos tolerantes a falhas que poderiam um dia executar algoritmos poderosos o suficiente para quebrar a criptografia moderna.

“Procuramos criar um grande estado de recurso entrelaçado em um computador quântico usando um circuito cujo ruído é suprimido,” escreveram os pesquisadores. “Usamos técnicas da teoria dos grafos, grupos estabilizadores e descomputaçãode circuitos para alcançar este objetivo.”

O relatório chega em meio a avanços rápidos e crescente concorrência entre as principais empresas de tecnologia para desenvolver computadores quânticos práticos. A descoberta da IBM supera a do Google Quantum AI, cujo chip Willow de 105 qubits executou na semana passada um algoritmo de física mais rápido do que qualquer computador clássico poderia simular.

Construindo um gato maior

No estudo, a equipa da IBM utilizou uma classe de estados quânticos conhecida como Greenberger–Horne–Zeilinger, frequentemente chamada de “estados gato” em homenagem ao famoso experimento de pensamento de Schrödinger.

Um estado GHZ é um sistema em que cada qubit existe em uma superposição de todos estarem zero e todos estarem um ao mesmo tempo. Se um qubit muda, todos mudam—algo impossível na física clássica.

“Além de sua utilidade prática, os estados GHZ têm sido historicamente usados como um benchmark em várias plataformas quânticas, como íons, supercondutores, átomos neutros e fótons,” escreveram. “Isso decorre do fato de que esses estados são extremamente sensíveis a imperfeições no experimento—de fato, podem ser usados para alcançar a sensibilidade quântica no limite de Heisenberg,” disseram, referindo-se ao limite final sobre quão precisamente algo pode ser medido na física quântica.

Para alcançar 120 qubits, os pesquisadores da IBM usaram circuitos supercondutores e um compilador adaptativo que mapeava operações para as regiões menos barulhentas do chip.

Eles também empregaram um processo chamado desconstrução temporária, desentrelaçando momentaneamente os qubits que haviam terminado seu papel, permitindo que descansassem em um estado estável antes de serem reconectados mais tarde.

Quão “Quântico” é realmente?

A qualidade do resultado foi medida usando fidelidade, uma medida de quão próximo o estado produzido se aproxima do estado matemático ideal.

Uma fidelidade de 1,0 significaria controle perfeito; 0,5 é o limite que confirma o emaranhamento quântico completo. O estado GHZ de 120 qubits da IBM obteve 0,56, o suficiente para provar que cada qubit permaneceu parte de um único sistema coerente.

Verificar diretamente tais resultados é computacionalmente impossível—testar todas as configurações de 120 qubits levaria mais tempo do que a idade do universo.

Em vez disso, a IBM confiou em dois atalhos estatísticos: testes de oscilação de paridade, que monitoram padrões de interferência coletiva, e Estimativa de Fidelidade Direta, que amostra aleatoriamente um subconjunto das propriedades mensuráveis do estado chamadas estabilizadores.

Cada estabilizador atua como um diagnóstico, confirmando se os pares de qubits permanecem em sincronia.

Por Que É Importante para o Bitcoin

Embora ainda esteja longe de representar uma verdadeira ameaça criptográfica, a inovação da IBM aproxima os experimentos de colocar em perigo os 6,6 milhões de BTC—avaliados em cerca de 767,28 bilhões de dólares—que o grupo de pesquisa em computação quântica Project 11 alertou estar vulnerável a um ataque quântico.

Estas moedas em risco incluem aquelas possuídas pelo criador do Bitcoin, Satoshi Nakamoto.

“Esta é uma das maiores controvérsias do Bitcoin: o que fazer com as moedas de Satoshi. Não se podem mover, e Satoshi presumivelmente já se foi,” disse Alex Pruden, fundador do Project 11. “Então, o que acontece a esse Bitcoin? É uma parte significativa da oferta. Queimá-lo, redistribuí-lo ou deixar que um computador quântico o obtenha? Essas são as únicas opções.”

Uma vez que um endereço de Bitcoin expõe sua chave pública, um computador quântico suficientemente poderoso poderia, em teoria, reconstruí-la e apreender os fundos antes da confirmação. Embora o sistema de 120 qubits da IBM não tenha a capacidade em si, ele demonstra progresso em direção a essa escala.

Com a IBM a visar sistemas tolerantes a falhas até 2030—e a Google e a Quantinuum a perseguirem objetivos semelhantes—o cronograma para uma ameaça quântica aos ativos digitais está a tornar-se cada vez mais real.