Novo avanço em Computação Quântica: o potencial impacto do chip Willow da Google na segurança do Blockchain
O Google lançou recentemente o novo chip de Computação Quântica da próxima geração, Willow, que marca um grande avanço no campo da computação quântica. O chip Willow possui 105 qubits e estabeleceu o melhor desempenho da sua categoria em dois testes de referência: correção de erros quânticos e amostragem de circuitos aleatórios.
Particularmente notável é que a Willow completou uma tarefa de computação em apenas 5 minutos em testes de amostragem de circuitos aleatórios, tarefa que um supercomputador convencional levaria 10^25 anos a concluir. Esse número ultrapassa a idade conhecida do universo e até mesmo a escala de tempo conhecida pela física.
Uma das principais inovações do chip Willow é a redução significativa da taxa de erro. À medida que o número de qubits aumenta, a probabilidade de erro no processo de cálculo tende a subir. No entanto, o Willow alcançou uma redução exponencial na taxa de erro, mantendo-a abaixo do limiar crítico, abrindo caminho para a construção de computadores quânticos práticos em grande escala.
Hartmut Neven, responsável pelo Google Quantum AI, afirmou que Willow é o primeiro sistema com taxa de erro abaixo do limite, sendo o protótipo de qubit quântico lógico escalável mais convincente até agora, provando a viabilidade de computadores quânticos práticos em grande escala.
Apesar de os 105 qubits da Willow ainda estarem muito longe de serem suficientes para quebrar os algoritmos de criptografia utilizados atualmente nas criptomoedas, eles indicam a direção do desenvolvimento de computadores quânticos práticos em larga escala. Isso traz novos desafios para o campo da Blockchain e das criptomoedas.
Atualmente, o algoritmo de assinatura digital de curva elíptica (ECDSA) e a função de hash SHA-256 são amplamente utilizados em transações de criptomoedas como o Bitcoin. Pesquisas mostram que algoritmos quânticos podem teoricamente quebrar esses algoritmos, embora o número de qubits necessários ainda seja bastante grande.
Por exemplo, quebrar o SHA-256 requer centenas de milhões de qubits, enquanto quebrar o ECDSA requer milhões de qubits. Embora os computadores quânticos atuais ainda não constituam uma ameaça real, com o avanço da tecnologia, no futuro podem surgir computadores quânticos suficientemente poderosos para desafiar esses sistemas de criptografia.
Na negociação de Bitcoin, existem dois tipos principais de endereços de carteira: a transação "pagar para a chave pública"(p2pk) que usa diretamente a chave pública ECDSA, e a transação "pagar para o hash da chave pública"(p2pkh) que utiliza o hash da chave pública. A última representa uma proporção maior, mas a chave pública fica exposta durante a transação. Isso significa que, uma vez que computadores quânticos suficientemente poderosos se tornem disponíveis, um invasor pode, em um curto período de tempo, quebrar a chave privada e roubar os fundos.
Portanto, desenvolver tecnologia de blockchain resistente à computação quântica, especialmente realizar atualizações quânticas nas blockchains existentes, tornou-se uma prioridade urgente. A criptografia pós-quântica (PQC) é um tipo de algoritmo de criptografia novo que pode resistir a ataques de computação quântica, sendo considerada a tecnologia chave para proteger a segurança de blockchains e criptomoedas no futuro.
Algumas instituições de pesquisa já avançaram nesta área. Por exemplo, algumas instituições concluíram a construção de capacidades de criptografia pós-quântica em todo o processo do Blockchain, desenvolveram uma biblioteca de criptografia que suporta vários algoritmos de criptografia pós-quântica de padrões NIST e implementaram comunicação TLS pós-quântica. Ao mesmo tempo, em relação ao problema da expansão do armazenamento de assinaturas pós-quânticas, ao otimizar o processo de consenso e reduzir a latência de leitura de memória, a velocidade de processamento de transações da blockchain resistente a quântica pode chegar a cerca de 50% da velocidade da cadeia original.
Além disso, houve avanços na migração pós-quântica de algoritmos criptográficos de alta funcionalidade. Algumas equipes desenvolveram um protocolo de gerenciamento de chaves distribuídas para o algoritmo de assinatura pós-quântica Dilithium, que é o primeiro protocolo de assinatura de limite distribuído pós-quântico eficiente da indústria, apresentando melhorias significativas em desempenho em relação às soluções existentes.
Embora o chip Willow do Google ainda não represente uma ameaça direta aos sistemas criptográficos existentes, ele sem dúvida aponta na direção do futuro desenvolvimento da Computação Quântica. Com os contínuos avanços na tecnologia de computação quântica, o setor de criptomoedas e Blockchain precisa se preparar, realizando ativamente pesquisas em tecnologia anti-quântica, para garantir que possa manter a segurança e a estabilidade quando a era quântica chegar.
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O chip quântico Willow do Google provoca novos desafios de segurança na Blockchain
Novo avanço em Computação Quântica: o potencial impacto do chip Willow da Google na segurança do Blockchain
O Google lançou recentemente o novo chip de Computação Quântica da próxima geração, Willow, que marca um grande avanço no campo da computação quântica. O chip Willow possui 105 qubits e estabeleceu o melhor desempenho da sua categoria em dois testes de referência: correção de erros quânticos e amostragem de circuitos aleatórios.
Particularmente notável é que a Willow completou uma tarefa de computação em apenas 5 minutos em testes de amostragem de circuitos aleatórios, tarefa que um supercomputador convencional levaria 10^25 anos a concluir. Esse número ultrapassa a idade conhecida do universo e até mesmo a escala de tempo conhecida pela física.
Uma das principais inovações do chip Willow é a redução significativa da taxa de erro. À medida que o número de qubits aumenta, a probabilidade de erro no processo de cálculo tende a subir. No entanto, o Willow alcançou uma redução exponencial na taxa de erro, mantendo-a abaixo do limiar crítico, abrindo caminho para a construção de computadores quânticos práticos em grande escala.
Hartmut Neven, responsável pelo Google Quantum AI, afirmou que Willow é o primeiro sistema com taxa de erro abaixo do limite, sendo o protótipo de qubit quântico lógico escalável mais convincente até agora, provando a viabilidade de computadores quânticos práticos em grande escala.
Apesar de os 105 qubits da Willow ainda estarem muito longe de serem suficientes para quebrar os algoritmos de criptografia utilizados atualmente nas criptomoedas, eles indicam a direção do desenvolvimento de computadores quânticos práticos em larga escala. Isso traz novos desafios para o campo da Blockchain e das criptomoedas.
Atualmente, o algoritmo de assinatura digital de curva elíptica (ECDSA) e a função de hash SHA-256 são amplamente utilizados em transações de criptomoedas como o Bitcoin. Pesquisas mostram que algoritmos quânticos podem teoricamente quebrar esses algoritmos, embora o número de qubits necessários ainda seja bastante grande.
Por exemplo, quebrar o SHA-256 requer centenas de milhões de qubits, enquanto quebrar o ECDSA requer milhões de qubits. Embora os computadores quânticos atuais ainda não constituam uma ameaça real, com o avanço da tecnologia, no futuro podem surgir computadores quânticos suficientemente poderosos para desafiar esses sistemas de criptografia.
Na negociação de Bitcoin, existem dois tipos principais de endereços de carteira: a transação "pagar para a chave pública"(p2pk) que usa diretamente a chave pública ECDSA, e a transação "pagar para o hash da chave pública"(p2pkh) que utiliza o hash da chave pública. A última representa uma proporção maior, mas a chave pública fica exposta durante a transação. Isso significa que, uma vez que computadores quânticos suficientemente poderosos se tornem disponíveis, um invasor pode, em um curto período de tempo, quebrar a chave privada e roubar os fundos.
Portanto, desenvolver tecnologia de blockchain resistente à computação quântica, especialmente realizar atualizações quânticas nas blockchains existentes, tornou-se uma prioridade urgente. A criptografia pós-quântica (PQC) é um tipo de algoritmo de criptografia novo que pode resistir a ataques de computação quântica, sendo considerada a tecnologia chave para proteger a segurança de blockchains e criptomoedas no futuro.
Algumas instituições de pesquisa já avançaram nesta área. Por exemplo, algumas instituições concluíram a construção de capacidades de criptografia pós-quântica em todo o processo do Blockchain, desenvolveram uma biblioteca de criptografia que suporta vários algoritmos de criptografia pós-quântica de padrões NIST e implementaram comunicação TLS pós-quântica. Ao mesmo tempo, em relação ao problema da expansão do armazenamento de assinaturas pós-quânticas, ao otimizar o processo de consenso e reduzir a latência de leitura de memória, a velocidade de processamento de transações da blockchain resistente a quântica pode chegar a cerca de 50% da velocidade da cadeia original.
Além disso, houve avanços na migração pós-quântica de algoritmos criptográficos de alta funcionalidade. Algumas equipes desenvolveram um protocolo de gerenciamento de chaves distribuídas para o algoritmo de assinatura pós-quântica Dilithium, que é o primeiro protocolo de assinatura de limite distribuído pós-quântico eficiente da indústria, apresentando melhorias significativas em desempenho em relação às soluções existentes.
Embora o chip Willow do Google ainda não represente uma ameaça direta aos sistemas criptográficos existentes, ele sem dúvida aponta na direção do futuro desenvolvimento da Computação Quântica. Com os contínuos avanços na tecnologia de computação quântica, o setor de criptomoedas e Blockchain precisa se preparar, realizando ativamente pesquisas em tecnologia anti-quântica, para garantir que possa manter a segurança e a estabilidade quando a era quântica chegar.