量子计算不再是背景噪音：2025年科技趋势及其对比特币的影响

来源：CryptoNewsNet 原文标题：Emerge 2025年度科技趋势：量子计算不再是背景噪音 原文链接： 当加州理工学院的科学家在九月开启他们的新型中性原子量子阵列时，这台量子机器突破了许多科学家认为还需数年才能实现的门槛。研究人员首次成功在单一系统中捕获了6,100个原子量子比特，并保持相干性，推动量子硬件从“玩具演示”阶段迈入更实用的阶段。

实验室的这一突破意味着大规模、纠错的量子硬件不再是遥远的梦想，而是一个可信的可能性。对于比特币等数字货币而言，其安全性依赖于数十年来被认为安全的密码学，这一进展预示着量子计算机带来的潜在威胁正逐渐逼近。

这种威胁并非迫在眉睫——但适应的窗口是有限的。这也是为什么在Emerge，我们将量子计算的进步——以及加密货币的准备不足——视为我们的年度科技趋势。

“我们现在可以看到通向大规模纠错量子计算机的路径。基础设施已经到位，”主要研究员Manuel Endres在一份声明中表示。

多年来，密码学家的常规信心是，量子计算机仍然过于嘈杂、脆弱且不成熟，无法对密码学构成威胁。到2025年，这一立场开始动摇。路线图变得更加紧凑。纠错技术得到改进。多个实验室取得了令人振奋的成果，使容错机器似乎变成了“何时而非是否”的问题。

实验室的变化

所谓的“中性原子系统”使用电中性原子作为量子比特，通过激光将单个原子固定在特定位置，从而存储和操控量子信息。“相干性”衡量这些量子比特在噪声破坏之前能保持在可用量子状态的时间。到2025年，这两个指标都成为核心，因为该领域从实验室演示逐步转向旨在扩展的架构设计。

理解2025年的突破，首先要理解阻碍量子系统发展的因素。量子比特（(qubits)）很容易失去其量子状态，且扩展它们通常会放大这种不稳定性。今年，几个系统表现出不同的行为。

谷歌、IBM和加州理工学院都在2025年取得了进展，缩短了容错量子机的时间线。谷歌的105量子比特Willow处理器在扩展过程中显示出显著的错误率下降，十月时，该公司表示其Quantum Echoes基准测试的运行速度大约比领先的超级计算机快13,000倍。这些结果表明，稳定的逻辑量子比特可能比长期假设的千比一比例所需的物理量子比特要少得多。

IBM从另一个角度推动了这一局面。其“Cat”系列处理器展示了120量子比特的纠缠和延长的相干时间，其6月发布的Starling路线图目标到2029年实现200个纠错量子比特，并支持1亿个量子门。与AMD合作的另一项目显示，标准FPGA硬件可以以比要求快十倍的速度运行纠错逻辑，使实时纠错更接近实际应用。

加州理工学院在九月实现了规模的扩大，研究人员称之为“世界上最大的中性原子系统”，捕获了6,100个铯原子作为量子比特，展示了13秒的相干时间，操作准确率达99.98%。这些成果共同指向一个更广泛的转变：量子比特的质量、控制和扩展效率同步提升，缩短了可用逻辑量子比特——以及对比特币签名方案构成可信威胁的时间预期。

Classiq的量子企业发展总监Erik Garcell表示，更具影响力的变化在于物理量子比特与逻辑量子比特的比例正在发生变化。“这个比例正趋向几百比一，”他说，这比早期估计的需要数千个的比例有了显著改善。“2025年，行业的关注点大多转向了纠错技术。”

量子比特在环境干扰下会崩溃，限制了它们能保持相干的时间。这时，纠错技术就显得尤为重要。纠错通过将一个量子比特的状态复制到多个物理比特上，为系统提供足够的冗余，以便检测噪声偏离并自动修正。没有它，量子比特很快就会崩溃，无法进行有意义的计算。

整个领域的研究人员都表示：机器不仅在增长，而且在表现。

比特币的“读房”

虽然目前的量子计算机还不足以威胁比特币，但2025年的变化在于未来的讨论语调发生了转变。

Jameson Lopp，2018年共同创立Casa，提供让人们存储和保护自己比特币的工具，他表示风险仍然遥远。

“网络是否能及时准备好，最终取决于量子计算的进展速度，”Lopp说。“我们距离拥有具有密码学相关性的量子计算机还差几个数量级。需要多次重大突破，才能真正威胁到比特币。”

即便如此，比特币还必须应对其他区块链（如以太坊或Zcash）没有的限制：协调。迁移到量子安全签名方案需要矿工、钱包开发者、交易所和数百万用户的同步行动。

“我真的不认为这个过程会在五年内完成，”Lopp说。“一旦有数百万个个体参与者，要他们协调一致进行变革几乎不可能。”

专家们的预期

量子风险常被想象为一个突发时刻，机器变得危险。研究人员表示，实际情况会更为渐进。

MIT数字货币计划的研究员、比特币BIP-360后量子提案的合著者Ethan Heilman表示，改进是逐步积累的。“我们会看到一个渐变过程，随着量子计算变得越来越强大，”他说。

他从长远角度看待。许多比特币用户已将其视为多代资产。“如果人们把比特币当作储蓄账户——可以存放一个世纪，期待子孙后代取回——那么协议应当设计得能经得起这个时间线，”他说。

Heilman预期比特币会进行调整，但他指出，市场对停滞的反应早于对风险的反应。“比特币未能应对这一威胁的程度，可能会对价格造成下行压力，”他说。

他表示，整个领域更关心的是进展的方向，而非具体日期。

“我认为，从煤炭动力火车到协和飞机的转变在一年内实现的可能性很低，”他说。“我相信这会发生，但我认为会经历几个阶段。”

量子计算机的速度有多快

Q-CTRL的产品负责人Alex Shih表示，只有当机器能够运行大型、纠错的算法时，量子风险才具有实际意义。

“如果有足够大的量子计算资源，是的，理论上可以破解今天的RSA加密，”他说。“但达到那一步还需要数年时间。乐观估计，大概在2030年代中期。”

早期的容错机器不会立即危及现有的密码学。它们会拓宽量子计算机在可靠性提升后可以尝试的算法类型。

Shih指出，碎片化是阻碍该领域发展的一个挑战。“互操作性仍然是一个主要的摩擦点，”他说。“每个供应商都发布不同的规范和框架，最终由用户自己协调一切。”

即使面临这些障碍，2025年的发展也明确了前进的动力。IBM达到了其路线图的里程碑。谷歌的扩展表现符合预期。加州理工学院在规模上实现了前所未有的稳定性。

这些成果共同为研究人员描绘了未来十年的可能路径。

2025年的启示与展望

今年，量子计算没有威胁到比特币，但它消除了模糊性。

研究人员对时间线的信心增强。其他行业的开发者开始调整长期计划。比特币生态系统——很少在没有外部压力的情况下重新审视其密码学基础——在2025年以更严肃的态度面对这一话题。

到年末，讨论不再是“量子是否会重要”，而是“何时其影响变得不可避免”。