Những bước đột phá mới trong tính toán lượng tử: Ảnh hưởng của chip Willow của Google đến an ninh blockchain

Gần đây, công ty Google đã ra mắt chip tính toán lượng tử mới nhất mang tên Willow, đánh dấu một bước đột phá lớn kể từ khi đạt được "quyền lực lượng tử" lần đầu tiên vào năm 2019. Chip này có 105 qubit và đã tạo ra hiệu suất tốt nhất trong lớp trong cả hai bài kiểm tra chuẩn về sửa lỗi lượng tử và lấy mẫu mạch ngẫu nhiên.

Khả năng tính toán của chip Willow thật令人惊叹。Trong bài kiểm tra lấy mẫu mạch ngẫu nhiên, nó chỉ mất 5 phút để hoàn thành nhiệm vụ tính toán mà siêu máy tính truyền thống cần tới 10^25 năm mới có thể thực hiện. Con số này thậm chí còn vượt quá tuổi của vũ trụ đã biết và thang thời gian đã biết trong vật lý.

Một thách thức lớn mà phần cứng tính toán lượng tử phải đối mặt là, khi số lượng qubit tăng lên, quá trình tính toán dễ bị sai hơn. Tuy nhiên, Willow đã thành công trong việc giảm tỷ lệ lỗi xuống dưới một ngưỡng quan trọng, đây là điều kiện tiên quyết quan trọng để đạt được tính toán lượng tử thực tiễn quy mô lớn.

Mặc dù 105 qubit của chip Willow còn xa mới đủ để phá vỡ các thuật toán mã hóa hiện tại, nhưng nó đã chỉ ra hướng phát triển cho các máy tính lượng tử thực dụng quy mô lớn trong tương lai. Điều này đã có ảnh hưởng sâu rộng đến lĩnh vực blockchain và tiền điện tử, đặc biệt là về mặt an ninh.

Hiện tại, thuật toán chữ ký số Elliptic Curve (ECDSA) và hàm băm SHA-256 được sử dụng rộng rãi trong các giao dịch của các loại tiền điện tử như Bitcoin. Về lý thuyết, các thuật toán lượng tử có thể phá vỡ những thuật toán này, đặc biệt là ECDSA. Mặc dù hiện tại máy tính lượng tử chưa thể đe dọa thực sự đến những thuật toán này, nhưng sự xuất hiện của chip Willow báo hiệu sự tiến bộ nhanh chóng của tính toán lượng tử, điều này chắc chắn mang đến những thách thức mới cho hệ thống an ninh của tiền điện tử.

Đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng của tính toán lượng tử, việc phát triển công nghệ blockchain chống lại lượng tử trở nên cấp bách hơn bao giờ hết. Mật mã hậu lượng tử (PQC) như một loại thuật toán mật mã mới có khả năng chống lại các cuộc tấn công từ tính toán lượng tử, đang trở thành trọng tâm của nghiên cứu. Một số tổ chức đã đạt được tiến bộ trong lĩnh vực này, bao gồm việc hoàn thành xây dựng khả năng mật mã hậu lượng tử cho toàn bộ quy trình blockchain, phát triển thư viện mật mã hỗ trợ nhiều thuật toán mật mã hậu lượng tử theo tiêu chuẩn NIST, cũng như nghiên cứu và phát triển các giao thức chữ ký ngưỡng phân tán hậu lượng tử hiệu quả.

Với sự phát triển không ngừng của công nghệ tính toán lượng tử, lĩnh vực blockchain và tiền điện tử cần tích cực đối mặt với thách thức này. Việc phát triển và triển khai công nghệ chống lượng tử, đặc biệt là nâng cấp chống lượng tử cho các blockchain hiện có, sẽ trở thành yếu tố then chốt để đảm bảo an toàn và ổn định lâu dài cho tiền điện tử. Đây không chỉ là thách thức công nghệ mà còn là vấn đề quan trọng mà toàn ngành cần chung tay đối mặt.