量子コンピューティング新突破：グーグルWillowチップのブロックチェーンへの潜在的影響

グーグル社は最近、新世代の量子コンピューティングチップWillowを発表しました。これは2019年に初めて"量子優位性"を実現して以来の大きな進展です。Willowチップは105量子ビットを持ち、量子誤り訂正とランダム回路サンプリングの2つのベンチマークテストで同カテゴリの最高性能を達成しました。

ランダム回路サンプリングテストにおいて、Willowチップはわずか5分で、今日の最速スーパーコンピュータが10^25年かかる計算タスクを完了しました。この成果は、知られている宇宙の年齢を超え、さらには物理学が知られている時間スケールをも超えています。

Willowの重要なブレークスルーは、エラー率を指数的に低下させ、特定の閾値を下回ることを実現したことです。これは、量子コンピューティングの実際の応用にとって重要な前提と見なされています。Google Quantum AIの責任者Hartmut Nevenは、Willowが閾値を下回る最初のシステムとして、大規模な実用量子コンピュータの実現可能性を示したと述べています。

暗号通貨への潜在的な影響

Willowの105量子ビットは、ビットコインなどの暗号通貨で使用される暗号アルゴリズムを破解するにはまだ遠く及ばないが、大規模実用量子コンピューティングの発展方向を示唆している。これはブロックチェーンと暗号通貨分野に深い影響を与えている。

現在、楕円曲線デジタル署名アルゴリズム（ECDSA）とSHA-256ハッシュ関数は、ビットコインなどの暗号通貨の取引に広く使用されています。研究によると、量子アルゴリズムは理論的にこれらのアルゴリズム、特にECDSAを破解することができます。現在の量子コンピュータはまだ破解の要件に達していませんが、技術の進歩に伴い、この脅威はますます増大するでしょう。

ビットコイン取引で使用される2つのタイプのウォレットアドレス（直接公衆鍵を使用するp2pkと公衆鍵のハッシュを使用するp2pkh）は、潜在的なリスクに直面しています。量子コンピュータが短時間でECDSAを解読できるようになると、攻撃者は公開された取引から公衆鍵を取得し、そこから私有鍵を推導し、対応するビットコインを制御することが可能になります。

抗量子ブロックチェーンの重要性

量子コンピューティングの潜在的な脅威に直面して、抗量子ブロックチェーン技術の開発が特に重要になっています。後量子暗号（PQC）は、量子コンピューティング攻撃に対抗できる新しい暗号アルゴリズムの一種であり、ブロックチェーンと暗号通貨の安全を守るための未来の鍵と見なされています。

いくつかの機関がこの分野での研究開発を始めています。例えば、ある機関はブロックチェーンの全プロセスにおける後量子暗号の能力構築を完了し、複数のNIST標準後量子暗号アルゴリズムをサポートする暗号ライブラリを開発し、後量子署名のストレージ膨張問題に対して最適化を行いました。

さらに、機関は富機能暗号アルゴリズムの後量子移行において進展を遂げ、NISTの後量子署名標準アルゴリズムDilithiumに対する効率的な分散しきい値署名プロトコルを開発し、性能は既存の方案に比べて著しい向上を示しています。

まとめ

現在の量子コンピュータはまだ暗号通貨の安全性に直接的な脅威を与えることはできませんが、グーグルのウィローチップの突破は、この日が私たちが思っているよりも早く来る可能性があることを示しています。ブロックチェーンと暗号通貨の長期的な安全性を確保するために、抗量子技術の開発と実施はますます緊急の課題となっています。これは単なる技術的な挑戦であるだけでなく、暗号通貨のエコシステム全体が直面している重要な課題でもあります。