量子计算新突破：谷歌芯片Willow对区块链安全的潜在影响

近日，谷歌公司推出了其最新的量子计算芯片Willow，这是继2019年首次实现"量子霸权"后的又一重大突破。Willow芯片拥有105个量子比特，在量子纠错和随机电路采样两项基准测试中均创下同类最佳性能。

在随机电路采样测试中，Willow仅用5分钟就完成了当今最快超级计算机需要10^25年才能完成的计算任务。这一惊人成果超越了已知宇宙的年龄，甚至超出了物理学已知的时间尺度。

Willow的一个关键突破在于显著降低了错误率。随着量子比特数量增加，计算过程通常更容易出错。然而，Willow实现了错误率的指数级下降，并将其控制在某个关键阈值以下。这被认为是实现实用量子计算的重要前提。

研发团队负责人表示，Willow作为首个低于错误阈值的系统，代表了迄今为止最有说服力的可扩展逻辑量子比特原型，证明了大规模实用量子计算机的可行性。

虽然Willow的105个量子比特还远不足以破解当前加密货币使用的密码算法，但它预示着构建大规模实用量子计算机的光明前景。这对区块链和加密货币领域提出了新的安全挑战。

目前，椭圆曲线数字签名算法(ECDSA)和SHA-256哈希函数广泛应用于比特币等加密货币交易中。理论上，量子算法可以破解这些算法，尤其是ECDSA。虽然目前的量子计算机还无法对这些算法构成实际威胁，但随着技术进步，未来可能出现安全隐患。

为应对潜在风险，业界正在积极研发抗量子区块链技术。后量子密码(PQC)是一类能够抵抗量子计算攻击的新型密码算法。一些机构已经在全流程后量子密码能力建设、后量子版本密码库开发等方面取得进展。同时，针对后量子签名存储膨胀等问题，也在进行共识流程优化等技术改进。

此外，富功能密码算法的后量子迁移也受到关注。例如，已有机构开发出针对NIST后量子签名标准算法的高效分布式门限签名协议，在性能和功能上都有显著提升。

随着量子计算技术的快速发展，如何在未来量子时代保障区块链和加密货币的安全性，将成为科技和金融领域的重要课题。开发抗量子区块链技术、对现有区块链进行抗量子升级，正日益成为确保加密货币长期安全与稳定的当务之急。