گوگل: تراشه کوانتومی ویلو، نرخ خطا را ۴۰ برابر کاهش داد؛ هشدار برای بیت‌کوین

گوگل کوانتوم AI از کاهش ۴۰ برابری خطای کوانتومی خبر داد

تیم هوش مصنوعی کوانتومی گوگل در مقاله‌ای جدید در مجله Science اعلام کرد که تراشه کوانتومی Willow موفق به کاهش ۴۰ برابری نرخ خطای “حالت جادویی” شده و به دقت منطقی ۹۹.۹۹ درصد دست یافته است. این پیشرفت نه تنها هزینه ساخت کامپیوترهای کوانتومی کاربردی را کاهش می‌دهد، بلکه آستانه نظری شکستن رمزنگاری RSA-2048 و بیت‌کوین را نیز به طور قابل توجهی جلو می‌برد، هرچند که هنوز با واقعیت فاصله میلیون‌ها برابری وجود دارد.

پیشرفت در فناوری “کشت حالت جادویی”

گزارش Decrypt حاکی از آن است که تیم هوش مصنوعی کوانتومی گوگل در مقاله‌ای که روز پنجشنبه در مجله Science منتشر شد، پیشرفت قابل توجهی را در زمینه فناوری “کشت حالت جادویی” در پردازنده کوانتومی Willow آشکار کرده است. این تیم موفق شده است نرخ خطای حالت جادویی را حدود ۴۰ برابر کاهش دهد و به رکورد دقت منطقی T-state ۹۹.۹۹ درصد دست یابد. این پیشرفت مستقیماً بر توانایی کامپیوترهای کوانتومی در تهدید استانداردهای رمزنگاری موجود در سال‌های آینده تأثیر می‌گذارد.

کاهش ۴۰ برابری خطای کوانتومی توسط گوگل

گوگل اعلام کرده است که تراشه کوانتومی Willow آن با استفاده از “کشت حالت جادویی” توانسته است خطاها را حدود ۴۰ برابر کاهش دهد. این پیشرفت گزارش شده، یک گلوگاه فنی عمده در ساخت کامپیوترهای کوانتومی قابل اعتماد را برطرف می‌کند.

کامپیوترهای کوانتومی و تهدید رمزنگاری

کامپیوترهای کوانتومی بر اساس کیوبیت‌ها عمل می‌کنند، اما کیوبیت‌ها بسیار شکننده هستند و حرارت یا نویز الکترومغناطیسی می‌تواند محاسبات را مختل کند. تصحیح خطای کوانتومی می‌تواند عملیات منطقی پایه را مدیریت کند، اما برنامه‌های تجاری پیچیده به “حالت‌های جادویی” سطح بالاتر به عنوان منابع مصرفی یک‌بار مصرف نیاز دارند. گوگل با استناد به تخمین‌های علمی بیان کرده است که هزینه تولید حالت‌های جادویی در گذشته ممکن است ۹۵ درصد از توان محاسباتی کل کامپیوتر کوانتومی را به خود اختصاص می‌داده و فضای محاسباتی عملی را به شدت محدود می‌کرده است.

از سال ۲۰۰۴، صنعت از “تقطیر حالت جادویی” برای خالص‌سازی حالت‌های با خلوص بالا استفاده می‌کرده است، اما این امر نیازمند کارخانه‌های عظیم کیوبیت فیزیکی بوده است. در سال ۲۰۲۴، گوگل راه حل جایگزینی به نام “کشت حالت جادویی” را پیشنهاد کرد که در آن حالت‌های جادویی خام و ناخالص به ناحیه بسیار کوچکی از تراشه تزریق می‌شوند و از طریق مجموعه‌ای از بررسی‌ها، تلاش‌های معیوب مستقیماً دور ریخته شده و تنها حالت‌های بی‌نقص حفظ می‌شوند. در آزمایش‌ها، تنها حدود ۸ درصد از تلاش‌ها موفق به عبور از تمام بررسی‌ها شده‌اند، به این معنی که برای استخراج هر حالت جادویی واجد شرایط، تراشه مجبور است بیش از ۹۰ درصد از تلاش‌های اولیه را فعالانه دور بریزد.

محققان در سال ۲۰۲۵ پیش‌بینی کردند که کیوبیت‌های نویزی مورد نیاز برای شکستن رمزنگاری RSA-2048 را می‌توان به کمتر از ۱ میلیون کیوبیت فیزیکی کاهش داد، که نسبت به ۲۰ میلیون کیوبیت تخمین زده شده در سال ۲۰۱۹، کاهش ۲۰ برابری را نشان می‌دهد. در ماه مارس امسال، تیم هوش مصنوعی کوانتومی گوگل به همراه جاستین دریک، محقق بنیاد اتریوم، و دن بونه، رمزنگار دانشگاه استنفورد، در یک مقاله سفید مشترک اعلام کردند که تعداد کیوبیت‌های فیزیکی مورد نیاز برای شکستن رمزنگاری منحنی بیضوی بیت‌کوین ممکن است کمتر از ۵۰۰ هزار عدد باشد.

با وجود این پیش‌بینی‌های رو به کاهش، در حال حاضر هیچ کیف پول رمزنگاری به دلیل این موضوع مورد سرقت قرار نگرفته است. این آزمایش حداکثر از ۵۴ کیوبیت از ۱۰۵ کیوبیت تراشه Willow استفاده کرده است و مقاله به وضوح بیان می‌کند که برای تجزیه واقعی کلید RSA-2048، نرخ خطای حالت جادویی باید به حدود یک در ده میلیارد کاهش یابد، که این میزان نزدیک به ۱ میلیون برابر خالص‌تر از دقت ۹۹.۹۹ درصدی است که گوگل به تازگی به آن دست یافته است. گوگل اعلام کرده است که برنامه بعدی آن اجرای کشت حالت جادویی بر روی آرایه‌های سخت‌افزاری در مقیاس بزرگتر است و تیم پیش‌بینی می‌کند که با کاهش نویز سخت‌افزار پایه پردازنده Willow به نصف، نرخ خطای حالت جادویی می‌تواند به حدود دو در صد هزار کاهش یابد.

گوگل قصد دارد تا سال ۲۰۲۹ مهاجرت به رمزنگاری پساکوانتومی را تکمیل کند، شش سال زودتر از هدف دولت، و صنعت رمزنگاری باید همگام شود.

مدیرعامل VanEck گفته است: اگر بیت‌کوین نتواند در برابر کوانتوم مقاومت کند، ما خارج می‌شویم؛ پول قدیمی بازار به ZCASH منتقل می‌شود.

ساتوشی ناکاموتو در سال ۲۰۱۰ در مورد کامپیوترهای کوانتومی گفته بود: اگر به تدریج توسعه یابد، بیت‌کوین می‌تواند به رمزنگاری قوی‌تری منتقل شود.