- Google的Willow芯片将魔法态错误率降低了约40倍，达到了99.99%的逻辑保真度。
- 破解RSA-2048密钥需要这些状态的误差水平再降低约一百万倍。
- Willow拥有105个物理量子比特，而谷歌的一篇论文估计，破解比特币密码学需要超过50万个物理量子比特。
谷歌Quantum AI团队在周四发表于《科学》杂志的一篇论文中表示，在其Willow芯片上，“魔法态”的错误率被削减了约40倍。
在量子破译变得可行之前，这些状态的精度仍需提高约一百万倍。
Willow将魔法态错误率降低了40倍
Google表示，该方法被称为“魔法态培育”，在Willow处理器上实现了99.99%的逻辑保真度。
得益于魔法态，量子计算成为可能。基本操作由纠错机制处理，但这些状态如同燃料，用于执行那些超越经典计算能力的复杂任务。
谷歌引用估算称，生产这些魔法态的过程可能消耗高达95%的计算资源，留给实际运算的空间所剩无几。
40倍切割会造成凹痕，但无法消除瓶颈。谷歌表示，在投入实际应用之前，需要在更大规模上证明其培养方法的可行性。
2024年，克雷格·吉德尼（Craig Gidney）、诺亚·沙蒂（Noah Shutty）和科迪·琼斯（Cody Jones）在谷歌基于先前的理论构想并加以完善，开发了该方法。培养过程类似于一种过滤器。
带有噪声的状态进入芯片的受限区域，其中协调测量用于探测错误。失败的尝试会被丢弃，成功的尝试则被保留。
研究科学家艾玛·罗森菲尔德（Emma Rosenfeld）多次获得看似不合理的结果。经过数月的深入排查，团队最终发现，温度波动以及设备漂移带来的实验室噪声扭曲了他们的基准测试结果。
解决方案是赋予系统更多控制权，团队还构思出利用培养技术作为自我基准测试的新方法。
将纯化状态从距离-3颜色码转移到距离-5表面码，这一被称为“嫁接”的步骤也是谷歌展示的另一项成果。这是两种不同的纠错结构方式。未来，机器可能需要结合这两种纠错方法，在不增加硬件负担的前提下保持可靠性。
分解RSA-2048需要在约10十亿次操作中接近一次错误
99.99%的保真度意味着每10,000次操作中大约会出现一次错误。据论文称，要分解一个RSA-2048密钥，你需要误差率约为十亿分之一的魔法态，这与前者相差一百万倍。
Craig Gidney在2025年估计，使用少于100万个噪声量子比特即可破解RSA-2048。培育是这一估算中的关键要素之一。周四，比特币交易价格接近82,165美元。
根据Google Quantum AI的一项研究，破解比特币256位椭圆曲线密码学所需的物理量子比特数不到500,000个，比早期估计低了约80%。
根据该研究，一台足够强大的机器可以在大约九分钟内重新路由一笔实时交易，成功率为41%。
根据Coinbase和Project Eleven的估算，公钥已存在于区块链上的钱包持有约700万枚BTC。这约占整个BTC供应量的三分之一，而比特币的Taproot升级使这一池子进一步扩大。
Willow拥有105个物理量子比特，远未达到攻击所需数学模型所要求的五十万个。
Google的后量子密码学时间表见2029。
目前，比特币只有一个量子安全地址提案，即BIP 360，且没有计划让所有人迁移过去。
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常见问题
谷歌本周究竟展示了什么？
其Willow芯片上的魔法态培养技术正在发挥作用，错误率降低了约40倍。
这是否意味着量子计算机现在可以破解比特币？
不能。破解RSA-2048密钥所需的魔法态纯度需要比谷歌的结果高出约一百万倍。
为什么魔法态瓶颈如此重要？
谷歌引用估算称，生成魔法态可能占用量子计算机高达95%的容量。
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Randa Moses
Randa Moses 是 Cryptopolitan 的编辑兼记者，专注于科技、人工智能、机器人技术、加密货币、诈骗及黑客攻击等领域的报道。自 2017 年以来，她一直活跃于加密货币领域，曾担任 Forward Protocol、AmaZix 和 Cryptosomniac 等公司的职务。Randa 拥有布拉德福德大学电气工程与电子工程学位。
