IBM的量子‘猫’咆哮：120量子比特突破将比特币的加密风险推向更近

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IBM最新的量子突破让加密货币世界离其噩梦场景又近了一步——一种能够破解比特币加密的计算机。

本月早些时候，IBM的研究人员在一份报告中指出，他们创建了一种120量子比特的纠缠量子态——这是迄今为止最重要和最稳定的此类状态。

这项实验在一篇名为《大猫：120个量子比特及其更远的纠缠》的论文中描述，展示了所有量子比特之间的真实多体纠缠——这是迈向容错量子计算机的重要一步，这些计算机未来可能运行足够强大的算法以破解现代密码学。

"我们寻求在量子计算机上创建一个大型纠缠资源状态，使用一个噪声被抑制的电路，"研究人员写道。“我们使用图论、稳定子群和电路反计算的技术来实现这个目标。”

这份报告是在主要科技公司快速进展和日益激烈的竞争中到来的，目标是开发实用的量子计算机。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芯片运行的物理算法比任何经典计算机模拟的速度都要快。

建造一个更大的猫

在这项研究中，IBM团队使用了一类被称为Greenberger–Horne–Zeilinger的量子态，通常被称为“猫态”，以纪念薛定谔著名的思想实验。

GHZ态是一个系统，其中每个量子比特同时处于全为零和全为一的叠加状态。如果一个量子比特发生变化，所有量子比特都会变化——这在经典物理中是不可能的。

他们写道：“除了它们的实际用途，GHZ态历史上一直被用作各种量子平台（如离子、超导体、中性原子和光子）的基准。” 他们说，“这源于这些态对实验中的缺陷极其敏感——实际上，它们可以用于在海森堡极限下实现量子传感。” 他们提到，在量子物理中，对某种东西可以被测量的精确程度的最终限制。

为了达到120个量子比特，IBM的研究人员使用了超导电路和一种自适应编译器，该编译器将操作映射到芯片的低噪声区域。

他们还采用了一种称为临时反计算的过程，暂时解开已完成其角色的量子位，使其能够在稳定状态下休息，然后再重新连接。

它真的有多“量子”？

结果的质量是通过保真度来衡量的，保真度是衡量产生的状态与理想数学状态的接近程度的标准。

1.0的保真度意味着完美的控制；0.5是确认完全量子纠缠的阈值。IBM的120个量子比特GHZ态得分为0.56，足以证明每个量子比特仍然是一个单一、相干系统的一部分。

直接验证这些结果在计算上是不可能的—测试120个量子比特的所有配置将需要的时间超过宇宙的年龄。

相反，IBM依赖于两种统计捷径：奇偶振荡测试，它跟踪集体干扰模式，以及直接保真度估计，它随机抽样状态的可测量属性子集，称为稳定器。

每个稳定器都充当诊断工具，确认量子比特对是否保持同步。

为什么这对比特币很重要

尽管仍然远未构成真正的密码威胁，IBM的突破使实验更进一步，接近于危及量子计算研究小组Project 11警告的660万个比特币—价值约7672.8亿美元—这部分资产易受量子攻击的风险。

这些高风险的币包括比特币创始人中本聪所拥有的币。

“这是比特币最大的一些争议之一：如何处理中本聪的币。你无法移动它们，而中本聪显然已经离开了，” Project 11 创始人亚历克斯·普鲁登说。“那么，那些比特币会发生什么？这占据了供应量的相当一部分。你是销毁它，重新分配它，还是让量子计算机获取它？这些是唯一的选择。”

一旦比特币地址暴露了其公钥，理论上一个足够强大的量子计算机可以重建它并在确认之前夺取资金。虽然IBM的120量子位系统本身没有这个能力，但它展示了朝着那个规模的进展。

随着IBM计划在2030年之前实现容错系统——而谷歌和Quantinuum也在追求类似的目标——量子威胁数字资产的时间表变得越来越现实。