突破性的量子热机使更大型的量子计算机更进一步

- 阿尔托大学制造了一台可在接近绝对零度下工作的微型量子热机。.
- 该设备利用量子比特完成完整的加热和冷却循环。.
- 格罗弗的算法仍然使 Bitcoin的哈希运算远非实际可攻击的。.
在接近零度的温度下将热能转化为可用功的微型量子热机,为实现更高效的量子计算机铺平了道路。.
阿尔托大学的科学家们研发出了首台能够在超导电路中完成完整量子力学循环的机器。这台机器的尺寸比一粒沙子还要小。量子比特,即信息的量子力学载体,被用作这台机器的“引擎”。.
该项目由科学院教授米科·莫特宁领导,研究成果发表在 《自然通讯》杂志。这台机器的基本原理与汽车和发电站的发动机相同。这类机器通过将能量从高温环境转移到低温环境来做功。
阿尔托开发的这台机器是在一块微型芯片上实现的,其中量子物理学支配着微小能量的行为。.
研究人员使用一台冰箱来加热和冷却量子比特。
该引擎包含一个磁通可调的超导量子比特,该量子比特连接到一个谐振器和一个量子电路制冷机。超导量子比特在超导量子计算机中已很常见。
工程师利用微波信号来控制它们,同时它们还能存储和处理量子信息。在这里,超导量子激光器取代了通常在标准发动机中用作工作介质的气体。.
这台冰箱执行了两项相反的任务。通常,热机需要独立的冷热源。阿尔托大学的研究团队 改变了 其中一台设备的设置,使其能够在过程的某个阶段加热量子比特,并在另一个阶段冷却量子比特。研究人员还在精心选择的时间点改变了量子比特的能级。
该序列完成了量子奥托循环的全部四个部分。汽油发动机利用普通的奥托循环,通过气缸内燃料和空气的压缩和膨胀来实现工作。.
这台新机器没有压缩气体。单个量子比特在低温电路中交换极少量的能量。.
该研究的第一作者图奥马斯·乌斯纳基解释了实验装置。“在我们的实验中,我们利用超导电路构建了一个纳米级热机,并在接近绝对零度的低温恒温器中运行它。它的核心是一个超导量子比特,这是现代量子技术的基本组成单元之一,”图奥马斯说。.
Bitcoin 开发者 trac量子算法如何影响网络安全
量子计算对 Bitcoin也至关重要,尽管其安全问题与热机算法是两回事。中本聪从未将 classic暴力破解视为实际威胁,这一点至今依然如此。量子问题包含两个方面:一是哈希算法,二是数字签名。.
Grover 算法可以加快对可能答案的搜索速度。但如果用于对抗 SHA-256,它会将系统的有效保护层级从 256 位降低到大约 128 位。.
这一水平远远超出了目前可用机器的性能。研究人员表示,攻击者需要比现有任何量子硬件都大得多的量子硬件。.
Shor 算法更令人担忧,因为它攻击的是签名而非哈希值。一台足够强大的量子计算机可以根据 Bitcoin (BTC) 使用的椭圆曲线上已暴露的公钥计算出私钥。.
大约有700万枚 Bitcoin(接近总供应量的35%)存放在公钥公开的地址中。如果未来研制出所需的硬件,这些比特币可能会面临风险。.
谷歌旗下Alphabet公司(NASDAQ: GOOGL)的量子人工智能部门在2026年发布的一项研究中,将破解 Bitcoin曲线所需的物理量子比特数量预计降低到50万左右。而现代量子计算机通常只有1000到1500个量子比特。.
根据纠错技术的进步,研究人员认为在 2029 年至 2035 年间,存在着现实的威胁。.
中本聪在2010年多次讨论哈希安全问题,包括SHA-256算法部分碰撞的可能性。他提出的应对方案始终如一:开发者需要首先确保诚实区块链的安全,然后再替换受损的功能。.
Bitcoin 后续的更新并未影响网络中使用的哈希函数。隔离见证(Segregated Witness)于 2017 年推出,而 Taproot 于 2021 年推出。.
大约在 2020 年,随着人们对 Grover 和 Shor 算法的认识不断提高,量子抗性开始成为开发者们关注的一个重要问题。.
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贾伊·哈米德
过去六年,Jai Hamid一直关注加密货币、股票市场、科技、全球经济以及影响市场的地缘政治事件。她曾与多家专注于区块链的媒体合作,包括AMB Crypto、Coin Edition和CryptoTale,撰写市场分析、重点公司报道、监管动态以及宏观经济趋势分析。她毕业于伦敦新闻学院,并曾三次在非洲顶级电视台之一分享其对加密货币市场的独到见解。.
















