Най-голямата квантова мрежа от 120 кубита: IBM направи стъпка, след която сигурността на криптовалутите е въпрос на време
Система, която не може да бъде моделирана през целия живот на Вселената.
IBM направи нова стъпка в развиването на квантовите калкулации, което накара специалистите по осведомителна сигурност да се замислят за бъдещето на биткойните. Изследователите оповестиха, че са съумели да основат заплетена система от 120 кубита – най-голямата и най-стабилната от всички, които могат да бъдат получени в лабораторни условия. Този резултат доближава момента, в който квантовите устройства ще могат да правят толкоз комплицирани интервенции, че сегашните криптографски способи към този момент няма да ги попречват.
Експериментът е разказан в публикацията Big Cats: Entanglement in 120 Qubits and Beyond. Авторите настояват, че са съумели да реализират същинско многочастично усложнение – положение, при което смяната в един детайл се отразява неотложно във всички останали. Тези структури се преглеждат като основа за бъдещите квантови машини, устойчиви на неточности, способни да вземат решение проблеми, непостижими за обичайните суперкомпютри.
За да приложат този принцип, инженерите са приложили математически способи от теорията на графите и стабилизационните групи, както и техниката на „ краткотрайното разложение “ – метод за краткотрайно спиране на връзката сред кубитите, които са приключили своята част от изчислението, като по този метод се понижава шумът. След това те са били свързани още веднъж към общата скица. Конфигурацията работи със свръхпроводими детайли, а адаптивните компилатори насочват интервенциите в региона на чипа с минимални неточности. Този метод подсигурява синхронизираната работа на цялата система.
Основата на опита е положение от клас GHZ (Greenberger-Horne-Zeilinger), известно на физиците като „ котешко положение “ – отпратка към умствения опит на Шрьодингер. В такава система всеки кубит се намира по едно и също време в две положения и смяната на едното автоматизирано води до пренареждане на всички. Този резултат не може да бъде пояснен със законите на класическата физика. GHZ-конфигурациите обичайно се употребяват за тестване на разнообразни квантови платформи – от йонни клопки до фотонни мрежи. Поради високата си сензитивност към разстройства те се считат за съвършен инструмент за тестване на стабилността на оборудването и разрешават измервания с пределна акуратност съгласно правилото на Хайзенберг.
Качеството на получената конструкция е оценено посредством параметъра „ честност “ (fidelity), който демонстрира до каква степен пробният резултат е непосредствен до теоретичния блян. Стойност от 1,0 подхожда на идеално съвпадане, до момента в който 0,5 се смята за минималната граница, потвърждаваща заплитането. Конфигурацията на IBM сподели стойност от 0,56, която е задоволителна, с цел да потвърди кохерентността на цялата система от 120 детайла.
Не е допустимо да се ревизира резултатът непосредствено: цялостният разбор на всички комбинации би лишил повече време, в сравнение с е възрастта на Вселената. Затова екипът ползва два статистически метода – тест за четност, който наблюдава общите модели на интерференция, и способ за директна оценка на доверието, при който на инцидентен принцип се избират подмножества от свойства, наречени стабилизатори. Всеки стабилизатор работи като датчик за потвърждаване на синхронното взаимоотношение на обособените двойки кубити.
Въпреки че новото устройство на IBM към момента не съставлява опасност за криптирането, то доближава момента, в който квантовите логаритми ще могат да разрушават актуалните криптосистеми, в това число сигурността на биткойн мрежата. Изследователската група Project 11 пресмята, че към 6,6 милиона монети – на стойност към 767 милиарда $ – остават евентуално уязвими за такава офанзива. Сред тях са средствата, принадлежащи на основателя на криптовалутата Сатоши Накамото.
Ако притежател на биткойни разкрие обществения ключ, задоволително мощен квантов компютър би могъл да възвърне частния и да получи достъп до средствата, преди транзакцията да бъде доказана. Макар че сегашната настройка на IBM не разполага с подобен капацитет, самата вероятност става все по-реална. Компанията има за цел да вкара системи за поправяне на неточности до 2030 година, като Гугъл и Quantinuum се стремят към сходни разработки. Ако тези планове съумеят, опасността за цифровите валути ще престане да бъде теоретична и ще се трансформира във въпрос на време.
