Najnoviji Googleov kvantni procesor postigao je ono čemu su fizičari težili desetljećima: potvrđeno ubrzanje u odnosu na najbolja svjetska superračunala. Zbog toga se očekivana prijetnja Bitcoinu čini još većom nego ikad.
U studiji objavljenoj u Priroda u srijedu, tvrtkin 105-qubitni čip Willow pokrenuo je fizički algoritam brže nego što bi ga bilo koji klasični stroj mogao simulirati – što je prva eksperimentalno potvrđena kvantna prednost postignuta stvarnim hardverom.
Recenzirani rezultati su ograničeni, ali posljedični. Potvrđuje da kvantni procesori napreduju prema pouzdanosti potrebnoj za praktičnu upotrebu – a s time i mogućnost da jednog dana probiju enkripciju koja štiti Bitcoin i drugu digitalnu imovinu.
Iako je ta prijetnja još daleka, svaki potvrđeni skok u kvantnoj izvedbi približava vremensku crtu “kvantne prijetnje” kriptograditeljima i investitorima.
Prema izvješću, Googleov algoritam Quantum Echoes radio je oko 13 000 puta brže na Willowu nego što bi to mogle postići klasične simulacije, dovršavajući zadatak za nešto više od dva sata za što bi trebalo otprilike 3,2 godine na Frontieru — jednom od najbržih svjetskih superračunala javno testiranih.
“Rezultat je provjerljiv, što znači da se njegov ishod može ponoviti drugim kvantnim računalima ili potvrditi eksperimentima”, napisao je CEO Googlea Sundar Pichai na X. “Ovo otkriće značajan je korak prema prvoj primjeni kvantnog računalstva u stvarnom svijetu i uzbuđeni smo vidjeti kamo to vodi.”
Istraživači su testirali Willow izvodeći niz eksperimenata s preokretom vremena i promatrajući kako se kvantne informacije šire i ponovno fokusiraju kroz qubitove čipa. Prvo su potjerali sustav naprijed kroz skup kvantnih operacija, zatim poremetili jedan qubit kontroliranim signalom i na kraju preokrenuli slijed kako bi otkrili hoće li informacija “odjeknuti” natrag.
Taj se odjek pojavio kao konstruktivna interferencija, gdje su se kvantni valovi međusobno pojačavali umjesto da se poništavaju – što je jasan znak kvantnog ponašanja. Uključeni sklopovi bili su presloženi da bi ih klasična računala mogla točno simulirati.
Willowovi supravodljivi transmon kubiti održali su se kroz proces, pokazujući srednju pogrešku vrata od dva kubita oko 0,0015 i vremena koherencije iznad 100 mikrosekundi. Te su razine stabilnosti omogućile istraživačima izvođenje 23 sloja kvantnih operacija na 65 kubita, nadmašujući ono što klasični modeli trenutno mogu reproducirati.
Predstavljen u prosincu 2024., Willow je Googleov najnoviji supravodljivi kvantni procesor, izgrađen da pokaže stabilnije kvantno ponašanje koje se može provjeriti od svojih prethodnika. Slijedi eksperiment Sycamore iz 2019., koji je pokazao da kvantni procesor može nadmašiti klasična superračunala, ali se ne može pouzdano reproducirati.
Willow zatvara tu prazninu: njegovo poboljšano ispravljanje pogrešaka održava koherentnost kubita dulje, omogućujući eksperimente koji se mogu ponavljati i verificirati unutar istog uređaja.
Dok rad ostaje na istraživačkoj razini, pokazuje da kvantna interferencija može postojati u sustavima koji su previše složeni za klasičnu simulaciju – što je mjerljiv napredak u dugotrajnom nastojanju da se kvantno računalstvo učini i ponovljivim i praktičnim.
'Egzistencijalna kriza': Bitcoin kvantna računalna prijetnja brzo se približava, kažu stručnjaci
Google je rekao da je njegov sljedeći cilj premjestiti kvantno računalstvo s kontroliranih demonstracija na praktičnu znanost, uključujući modeliranje interakcije atoma i molekula — simulacije koje su daleko izvan dosega klasičnih računala, ističući nedavni eksperiment s dokazom principa sa Sveučilištem Kalifornija, Berkeley.
Google je u izjavi opisao rad kao rani korak prema potencijalnom alatu za mapiranje molekularnih struktura, dizajniranje novih lijekova i razvoj naprednih materijala za baterije i sam kvantni hardver.
“Baš kao što su teleskop i mikroskop otvorili nove, neviđene svjetove, ovaj eksperiment je korak prema 'kvantnom opsegu' sposobnom mjeriti prirodne fenomene koji se prije nisu mogli promatrati,” napisali su.
Za sada, Willowino postignuće ne ugrožava enkripciju. Ali njegova potvrda označava stalan napredak prema vrsti kvantnog stroja koji bi mogao.
Bitcoin i drugi digitalni sustavi ovise o kriptografiji eliptičke krivulje – matematičkim funkcijama koje klasičnim računalima zapravo nije moguće obrnuti inženjering, ali su teoretski ranjive na dovoljno moćno kvantno računalo.
“Kvantno računanje ima razumnu vjerojatnost – više od pet posto – da predstavlja veliki, čak egzistencijalni, dugoročni rizik za Bitcoin i druge kriptovalute”, rekao je Christopher Peikert, profesor računalnih znanosti i inženjerstva na Sveučilištu Michigan. Dešifrirati. “Ali to nije stvarni rizik u sljedećih nekoliko godina; tehnologija kvantnog računalstva još mora predaleko otići prije nego što može ugroziti modernu kriptografiju.”
Zašto izvršni direktor SharpLinka misli da će se tvorac Bitcoina Satoshi Nakamoto vratiti
Peikert je rekao da Bitcoin nije imun na kvantne napade, iako je prijetnja i dalje daleka. Prijelaz na postkvantne sheme potpisa, dodao je, također bi donio kompromise u veličini i izvedbi.
“Ključevi i potpisi mnogo su veći”, rekao je Peikert. “Budući da se kriptovalute oslanjaju na mnoge potpise za transakcije i blokove, usvajanje postkvantnih ili hibridnih shema značajno bi povećalo mrežni promet i veličine blokova.”
Simulacija Willowovih sklopova s algoritmima tenzorske mreže trebala bi više od 10⁷ CPU sati na Frontieru, najbržem superračunalu na svijetu. Taj jaz – dva sata kvantnog računanja naspram nekoliko godina klasične simulacije – stoji kao dosad najjasniji eksperimentalni dokaz kvantne prednosti na razini uređaja.
Čak i uz replikaciju koja je još u tijeku, Willow označava pomak od teorije do inženjeringa koji se može testirati: sustav koji izvodi stvarne izračune izvan dosega klasičnih strojeva. I za kriptografe i za programere, to je podsjetnik da postkvantna sigurnost više nije daleki problem – to je sat koji je već počeo otkucavati.