IBM的量子‘貓’咆哮：120量子比特突破將比特幣的加密風險推向更近

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IBM最新的量子突破讓加密貨幣世界離其噩夢場景又近了一步——一種能夠破解比特幣加密的計算機。

本月早些時候，IBM的研究人員在一份報告中指出，他們創建了一種120量子比特的糾纏量子態——這是迄今爲止最重要和最穩定的此類狀態。

這項實驗在一篇名爲《大貓：120個量子比特及其更遠的糾纏》的論文中描述，展示了所有量子比特之間的真實多體糾纏——這是邁向容錯量子計算機的重要一步，這些計算機未來可能運行足夠強大的算法以破解現代密碼學。

"我們尋求在量子計算機上創建一個大型糾纏資源狀態，使用一個噪聲被抑制的電路，"研究人員寫道。“我們使用圖論、穩定子羣和電路反計算的技術來實現這個目標。”

這份報告是在主要科技公司快速進展和日益激烈的競爭中到來的，目標是開發實用的量子計算機。IBM的突破超越了谷歌量子人工智能，上周其105量子比特的Willow芯片運行的物理算法比任何經典計算機模擬的速度都要快。

建造一個更大的貓

在這項研究中，IBM團隊使用了一類被稱爲Greenberger–Horne–Zeilinger的量子態，通常被稱爲“貓態”，以紀念薛定諤著名的思想實驗。

GHZ態是一個系統，其中每個量子比特同時處於全爲零和全爲一的疊加狀態。如果一個量子比特發生變化，所有量子比特都會變化——這在經典物理中是不可能的。

他們寫道：“除了它們的實際用途，GHZ態歷史上一直被用作各種量子平台（如離子、超導體、中性原子和光子）的基準。” 他們說，“這源於這些態對實驗中的缺陷極其敏感——實際上，它們可以用於在海森堡極限下實現量子傳感。” 他們提到，在量子物理中，對某種東西可以被測量的精確程度的最終限制。

爲了達到120個量子比特，IBM的研究人員使用了超導電路和一種自適應編譯器，該編譯器將操作映射到芯片的低噪聲區域。

他們還採用了一種稱爲臨時反計算的過程，暫時解開已完成其角色的量子位，使其能夠在穩定狀態下休息，然後再重新連接。

它真的有多“量子”？

結果的質量是通過保真度來衡量的，保真度是衡量產生的狀態與理想數學狀態的接近程度的標準。

1.0的保真度意味着完美的控制；0.5是確認完全量子糾纏的閾值。IBM的120個量子比特GHZ態得分爲0.56，足以證明每個量子比特仍然是一個單一、相幹系統的一部分。

直接驗證這些結果在計算上是不可能的—測試120個量子比特的所有配置將需要的時間超過宇宙的年齡。

相反，IBM依賴於兩種統計捷徑：奇偶振蕩測試，它跟蹤集體幹擾模式，以及直接保真度估計，它隨機抽樣狀態的可測量屬性子集，稱爲穩定器。

每個穩定器都充當診斷工具，確認量子比特對是否保持同步。

爲什麼這對比特幣很重要

盡管仍然遠未構成真正的密碼威脅，IBM的突破使實驗更進一步，接近於危及量子計算研究小組Project 11警告的660萬個比特幣—價值約7672.8億美元—這部分資產易受量子攻擊的風險。

這些高風險的幣包括比特幣創始人中本聰所擁有的幣。

“這是比特幣最大的一些爭議之一：如何處理中本聰的幣。你無法移動它們，而中本聰顯然已經離開了，” Project 11 創始人亞歷克斯·普魯登說。“那麼，那些比特幣會發生什麼？這佔據了供應量的相當一部分。你是銷毀它，重新分配它，還是讓量子計算機獲取它？這些是唯一的選擇。”

一旦比特幣地址暴露了其公鑰，理論上一個足夠強大的量子計算機可以重建它並在確認之前奪取資金。雖然IBM的120量子位系統本身沒有這個能力，但它展示了朝着那個規模的進展。

隨着IBM計劃在2030年之前實現容錯系統——而谷歌和Quantinuum也在追求類似的目標——量子威脅數字資產的時間表變得越來越現實。