量子計算新突破：谷歌Willow芯片對區塊鏈的潛在影響

谷歌公司最近推出了新一代量子計算芯片Willow，這是自2019年首次實現"量子霸權"以來的又一重大突破。Willow芯片擁有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。

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。這一成就超出了已知宇宙的年齡，甚至超出了物理學已知的時間尺度。

Willow的一個關鍵突破是將錯誤率實現指數級下降，並使其低於某個閾值。這被認爲是量子計算實際應用的重要前提。Google Quantum AI負責人Hartmut Neven表示，Willow作爲首個低於閾值的系統，展示了大規模實用量子計算機的可行性。

對加密貨幣的潛在影響

雖然Willow的105個量子比特還遠不足以破解比特幣等加密貨幣使用的密碼算法，但它預示着大規模實用量子計算機的發展方向。這對區塊鏈和加密貨幣領域產生了深遠影響。

目前，橢圓曲線數字籤名算法（ECDSA）和SHA-256哈希函數被廣泛用於比特幣等加密貨幣的交易中。研究表明，量子算法理論上可以破解這些算法，尤其是ECDSA。雖然目前的量子計算機還達不到破解的要求，但隨着技術進步，這種威脅將日益增加。

比特幣交易中使用的兩類錢包地址（直接使用公鑰的p2pk和使用公鑰哈希的p2pkh）都面臨潛在風險。一旦量子計算機能夠在短時間內破解ECDSA，攻擊者就可能從公開交易中獲取公鑰，進而推導出私鑰，從而控制相應的比特幣。

抗量子區塊鏈的重要性

面對量子計算的潛在威脅，開發抗量子區塊鏈技術變得尤爲重要。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，被認爲是未來保護區塊鏈和加密貨幣安全的關鍵。

一些機構已經開始在這方面進行研究和開發。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問題進行了優化。

此外，還有機構在富功能密碼算法的後量子遷移上有所突破，開發了針對NIST後量子籤名標準算法Dilithium的高效分布式門限籤名協議，在性能上較現有方案有顯著提升。

結論

雖然目前的量子計算機還無法直接威脅到加密貨幣的安全，但谷歌Willow芯片的突破表明，這一天可能比我們想象的更快到來。爲了確保區塊鏈和加密貨幣的長期安全性，開發和實施抗量子技術變得越來越緊迫。這不僅是一項技術挑戰，也是整個加密貨幣生態系統面臨的重要課題。