量子計算新突破：谷歌Willow芯片對區塊鏈安全的潛在影響

12月10日，谷歌公司宣布推出其最新的量子計算芯片Willow。這是自2019年谷歌推出量子芯片Sycamore首次實現"量子霸權"之後的又一重大突破。該成果已在Nature上加急發表，並在社交媒體上引起廣泛關注。

新芯片Willow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。在隨機電路採樣基準測試中，Willow芯片在5分鍾之內便完成了當今最快的超級計算機需要10^25年才能完成的計算任務，這一數字甚至超出了已知宇宙的年齡。

Willow的一個重要突破是將錯誤率實現指數級下降，並使其低於某個閾值。這往往是量子計算現實可行的重要前提。研發團隊負責人稱，Willow是首個低於閾值的系統，是迄今爲止最令人信服的可擴展邏輯量子比特原型，表明了大規模實用性量子計算機是可行的。

這一成就對區塊鏈和加密貨幣領域產生了深遠影響。雖然Willow芯片的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，但它預示着構建大規模實用性量子計算機的可能性日益增大。

在比特幣交易中，橢圓曲線數字籤名算法（ECDSA）和哈希函數SHA-256被廣泛使用。研究表明，Shor量子算法只需百萬個量子比特就能完全破解ECDSA。這意味着，一旦擁有足夠強大的量子計算機，攻擊者可能在短時間內從公鑰推導出私鑰，從而威脅到加密貨幣的安全。

盡管目前的量子計算機還無法對RSA和ECDSA等算法造成實際威脅，但Willow芯片的出現無疑爲加密貨幣安全體系敲響了警鍾。如何在量子計算的衝擊下保護加密貨幣的安全性，將成爲科技界和金融界共同關注的焦點。

爲應對這一挑戰，後量子密碼（PQC）成爲了一個重要的研究方向。PQC是一類能夠抵抗量子計算攻擊的新型密碼算法。將區塊鏈遷移到抗量子級別不僅是前沿技術探索，更是爲了保證未來區塊鏈長期穩健的安全性。

一些研究團隊已經在抗量子區塊鏈技術方面取得了進展。例如，有團隊完成了區塊鏈全流程的後量子密碼能力建設，基於OpenSSL改造了支持多個NIST標準後量子密碼算法的密碼庫。同時，針對後量子籤名較ECDSA存儲膨脹的問題，通過優化共識流程和降低內存讀取延遲，使得抗量子區塊鏈TPS可達原鏈的50%左右。

此外，在富功能密碼算法的後量子遷移上也有所突破。有團隊參與研發了一套針對NIST後量子籤名標準算法Dilithium的分布式密鑰管理協議，這是業界首個高效的後量子分布式門限籤名協議，在性能上較現有方案有10倍以上的提升。

隨着量子計算技術的不斷進步，區塊鏈和加密貨幣行業需要未雨綢繆，積極開發和部署抗量子技術，以確保未來的安全性和穩定性。這不僅關係到數字資產的安全，也將影響整個區塊鏈生態系統的發展方向。