IBM的量子‘猫’咆哮：120量子比特的突破让比特币的加密风险更近

简而言之

• IBM研究人员纠缠了120个量子比特，设定了量子计算的新基准。
• GHZ “猫态” 实现了 0.56 的保真度，证明了完全的多量子比特纠缠。
• 直接保真估计确认结果，提供可扩展的量子验证。

Decrypt的艺术、时尚和娱乐中心。

深入了解 SCENE

IBM 最新的量子突破使加密世界离其噩梦场景更近了一步——一台能够破解比特币加密的计算机。

在本月早些时候发布的一份报告中，IBM的研究人员报告称创建了一种120量子比特的纠缠量子状态——迄今为止最重要和最稳定的此类状态。

这项实验在一篇题为《大猫：120个量子比特及更高维度的纠缠》的论文中描述，展示了所有量子比特之间的真实多方纠缠——这是通向容错量子计算机的关键一步，这种计算机将来可能运行足够强大的算法，能够破解现代密码学。

“我们寻求在量子计算机上创建一个大型纠缠资源态，使用的电路噪声被抑制，”研究人员写道。“我们使用图论、稳定子群和电路去计算的技术来实现这一目标。”

这份报告是在主要科技公司快速进展和日益激烈的竞争中发布的，旨在开发实用的量子计算机。IBM的突破超越了谷歌量子AI，后者的105量子比特Willow芯片上周运行的物理算法速度超过了任何经典计算机的模拟能力。

建造更大的猫

在这项研究中，IBM团队使用了一类被称为格林伯格-霍恩-齐林格的量子态，通常被称为“猫态”，这是源于薛定谔著名的思想实验。

GHZ态是一个系统，其中每个量子比特都处于全为零和全为一的叠加态。如果一个量子比特发生变化，其他所有的量子比特也都会变化——这是经典物理中不可能发生的事情。

“除了它们的实用性，GHZ态历史上一直被用作各种量子平台的基准，例如离子、超导体、中性原子和光子，”他们写道。“这源于这些态对实验中的缺陷极为敏感——实际上，它们可以用来实现海森堡极限下的量子传感，”他们提到，这是量子物理中测量精度的最终限制。

为了达到120个量子比特，IBM的研究人员使用了超导电路和自适应编译器，将操作映射到芯片上噪音最小的区域。

他们还采用了一种称为临时去计算的过程，暂时解开已经完成其角色的量子比特，使它们能够在稳定状态下休息，然后再稍后重新连接。

它真的有多“量子”？

结果的质量是通过保真度来衡量的，保真度是衡量所产生的状态与理想数学状态的接近程度的标准。

1.0的保真度意味着完美控制；0.5是确认完全量子纠缠的阈值。IBM的120量子比特GHZ态得分为0.56，足以证明每个量子比特仍然是一个单一、相干系统的一部分。

直接验证这样的结果在计算上是不可能的—测试120个量子比特的所有配置将需要的时间超过宇宙的年龄。

相反，IBM依赖于两种统计捷径：奇偶振荡测试，这种测试跟踪集体干涉模式，以及直接保真度估计，它随机抽样一种可测量属性子集，称为稳定剂。

每个稳定器都充当诊断工具，确认量子比特对是否保持同步。

为什么这对比特币很重要

尽管仍远未构成真正的密码威胁，IBM的突破使实验又向危险的6.6百万比特币迈进一步—这些比特币价值约7672.8亿美元—量子计算研究小组Project 11警告称这些比特币易受量子攻击。

这些高风险的币包括比特币创始人中本聪所拥有的币。

“这是比特币最大的争议之一：该如何处理中本聪的币。你无法移动它们，而中本聪显然已经不在了，”项目11的创始人亚历克斯·普鲁登告诉Decrypt。“那么，这些比特币会怎么样呢？这是供应量中的一个重要部分。你是烧掉它，重新分配，还是让量子计算机获取它？这就是唯一的选择。”

一旦比特币地址暴露了其公钥，足够强大的量子计算机理论上可以重建它并在确认之前夺取资金。虽然IBM的120量子比特系统本身没有那个能力，但它展示了朝着那个规模的进展。

随着IBM计划在2030年前实现容错系统——而谷歌和Quantinuum也在追求类似目标——量子对数字资产的威胁时间表正变得越来越真实。