Команда Quantum AI из Google сообщила в статье, опубликованной в четверг в журнале Science, что на чипе Willow ей удалось примерно в 40 раз снизить количество ошибок в «магических состояниях».
Прежде чем квантовый взлом шифров станет возможным, точность этих состояний должна вырасти ещё примерно в миллион раз.
Willow снижает количество ошибок в магических состояниях в 40 раз
По данным Google, метод, получивший название «выращивание магических состояний», обеспечил логическую точность 99,99% на процессоре Willow.
Квантовые вычисления возможны благодаря магическим состояниям. Коррекция ошибок справляется с базовыми операциями, но для более сложных, недоступных классическим компьютерам операций эти состояния служат своего рода топливом.
По оценкам Google, процесс их получения может занимать до 95% вычислительных ресурсов машины, оставляя совсем немного мощности для реальной работы.
Сокращение в 40 раз помогает, но не устраняет узкое место. Google заявил, что культивацию нужно продемонстрировать в гораздо большем масштабе, прежде чем её можно будет применять на практике.
В 2024 году Крейг Гидни, Ноа Шатти и Коди Джонс разработали этот метод в Google, взяв за основу прежнюю теоретическую идею и усовершенствовав её. Культивация работает как фильтр.
Состояние с шумом попадает в ограниченную область чипа, где скоординированные измерения ищут ошибки. Неудачные попытки отбрасывают, а успешные сохраняют.
Научный сотрудник Эмма Розенфельд снова и снова получала результаты, которые казались неправдоподобными. После нескольких месяцев расследования команда наконец выяснила, что колебания температуры и лабораторный шум из-за дрейфа оборудования исказили результаты сравнительного тестирования.
Решение заключалось в том, чтобы предоставить системе больше контроля. Кроме того, команда предложила использовать культивацию как новый способ проверки самой системы.
Google также продемонстрировал перенос очищенного состояния из цветового кода с расстоянием 3 в поверхностный код с расстоянием 5 — этот шаг называется «сращиванием». Это два способа организации коррекции ошибок. В будущем машинам, возможно, придётся сочетать оба метода коррекции ошибок, чтобы сохранять надёжность и не раздувать аппаратную часть.
Для взлома RSA-2048 нужны ошибки с вероятностью примерно одна на 10 миллиардов
Точность 99,99% означает примерно одну ошибку на каждые 10 000 операций. Чтобы разложить на множители ключ RSA-2048, как говорится в статье, потребуются магические состояния с вероятностью ошибки около 1 на 10 миллиардов — разница в миллион раз.
В 2025 году Крейг Гидни оценил, что RSA-2048 можно взломать с помощью менее чем миллиона шумных кубитов. Культивация — один из компонентов этой оценки. В четверг биткоин торговался около отметки $82 165.
Согласно исследованию Google Quantum AI, для взлома 256-битной криптографии на эллиптических кривых, используемой в биткоине, потребовалось бы менее 500 000 физических кубитов — примерно на 80% меньше, чем предполагали предыдущие оценки.
Согласно исследованию, достаточно мощная машина могла бы перенаправить текущую транзакцию примерно за девять минут, причём вероятность успеха составила бы 41%.
По оценкам Coinbase и Project Eleven, кошельки, чьи публичные ключи уже есть в блокчейне, хранят около 7 миллионов BTC. Это примерно треть всего предложения BTC. Эта доля выросла после обновления Taproot в сети Bitcoin.
У Willow 105 физических кубитов — это и близко не полмиллиона, необходимых для атаки согласно расчётам.
Google планирует перейти на постквантовую криптографию в 2029 году.
Пока у Bitcoin есть лишь одно предложение по квантово-устойчивым адресам — BIP 360, — и нет плана по массовому переходу на них.
Самые умные умы криптоиндустрии уже читают нашу рассылку. Хотите к ним присоединиться? Подписывайтесь.