量子計算新突破對區塊鏈的潛在影響

12月10日，一家科技巨頭推出了其最新的量子計算芯片Willow。這一創新性技術是繼2019年該公司首次實現"量子霸權"之後的又一重大突破。該成果已在Nature上加急發表，並引起了科技界的廣泛關注。

新芯片Willow擁有105個量子比特，在量子糾錯和隨機電路採樣兩項基準測試中都達到了同類別的最佳性能。特別是在隨機電路採樣測試中，Willow芯片僅用5分鍾就完成了當今最快超級計算機需要10^25年才能完成的計算任務，這一時間跨度甚至超出了已知宇宙的年齡。

Willow的一個重要突破在於，它能夠將錯誤率實現指數級下降，並使錯誤率低於某個關鍵閾值。這被認爲是實現大規模實用性量子計算機的重要前提。研發團隊負責人表示，Willow是首個低於閾值的系統，展示了大規模實用性量子計算機的可行性。

對加密貨幣的潛在影響

這一量子計算突破對多個行業產生了深遠影響，尤其是區塊鏈和加密貨幣領域。目前，橢圓曲線數字籤名算法（ECDSA）和哈希函數SHA-256被廣泛用於比特幣等加密貨幣的交易中。理論上，量子算法可以破解這些加密方法，盡管目前所需的量子比特數量仍遠超現有技術。

比特幣交易中使用的兩類錢包地址——"支付給公鑰"(p2pk)和"支付給公鑰的哈希"(p2pkh)——都面臨潛在的量子計算威脅。特別是在p2pkh交易中，即使只有10分鍾的窗口期，理論上也足夠運行量子算法推導出私鑰。

盡管Willow的105個量子比特還遠不足以破解比特幣的加密算法，但它預示着大規模實用性量子計算機的發展方向。這對加密貨幣的安全體系提出了新的挑戰，使得開發抗量子區塊鏈技術成爲當務之急。

抗量子區塊鏈技術

後量子密碼（PQC）是一類能夠抵抗量子計算攻擊的新型密碼算法。雖然現有的量子算法可能破解目前廣泛使用的經典密碼算法，但它們無法破解後量子密碼算法。這使得後量子密碼成爲保障區塊鏈長期安全性的關鍵技術。

一些研究機構已經在抗量子區塊鏈技術方面取得了進展。例如，有機構完成了區塊鏈全流程的後量子密碼能力建設，開發了支持多個NIST標準後量子密碼算法的密碼庫，並針對後量子籤名存儲膨脹的問題進行了優化。

此外，一些前沿研究還涉及富功能密碼算法的後量子遷移。例如，業內已經開發出針對NIST後量子籤名標準算法Dilithium的分布式密鑰管理協議，這是首個高效的後量子分布式門限籤名協議，在性能上較現有方案有顯著提升。

隨着量子計算技術的不斷進步，加密貨幣和區塊鏈技術面臨着新的安全挑戰。開發和實施抗量子加密技術將成爲確保這些系統長期安全性和可靠性的關鍵。業界需要持續關注量子計算的發展，並積極探索抗量子解決方案，以應對未來可能出現的安全威脅。