IBM最新的量子突破使加密世界离其噩梦场景又近了一步——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个120量子比特的纠缠量子态——迄今为止最重要和最稳定的此类状态。

在题为“巨型猫：120量子比特及更高维度的纠缠”的论文中，实验展示了所有量子比特之间的真正多方纠缠——这是实现容错量子计算机的关键一步，这种计算机未来可能运行足够强大的算法来破解现代密码学。

“我们寻求在量子计算机上创建一个大型纠缠资源状态，使用一种噪声被抑制的电路，”研究人员写道。“我们使用图论、稳定器组和电路去计算的技术来实现这个目标。”

该报告在主要科技公司快速进展和日益激烈的竞争背景下发布，旨在开发实用的量子计算机。IBM的突破超越了谷歌量子人工智能，其105量子比特的Willow芯片上周运行的物理算法比任何经典计算机的模拟速度都快。

构建更大的猫

在这项研究中，IBM团队使用了一类被称为Greenberger–Horne–Zeilinger的量子态，通常被称为“猫态”，以纪念薛定谔著名的思想实验。

GHZ态是一个系统，其中每个量子比特同时处于全为零和全为一的叠加状态。如果一个量子比特发生变化，所有量子比特都会变化——这是经典物理学中不可能实现的。

“除了它们的实际效用外，GHZ态在历史上被用作各种量子平台（如离子、超导体、中性原子和光子）的基准，”他们写道。“这源于这些状态对实验中的缺陷极其敏感——实际上，它们可以用于在海森堡极限下实现量子传感，”他们提到量子物理中测量精度的最终极限。

为了达到120个量子比特，IBM研究人员使用了超导电路和一种自适应编译器，将操作映射到芯片中噪声最小的区域。

他们还采用了一种称为临时去计算的过程，暂时解开已完成其角色的量子比特，使其在稳定状态下休息，然后再重新连接。

“量子”到底有多“量子”？

结果的质量通过保真度来衡量，保真度是衡量生成的状态与理想数学状态的接近程度的指标。

保真度为1.0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、连贯系统的一部分。

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所需的时间将超过宇宙的年龄。

相反，IBM依赖于两种统计捷径：奇偶振荡测试，跟踪集体干涉模式，以及直接保真度估计，随机抽样状态的可测量属性子集，称为稳定器。

每个稳定器充当诊断工具，确认量子比特对是否保持同步。

这对比特币的重要性

尽管距离真正构成加密威胁仍然很远，IBM的突破使实验更进一步，接近于危及660万个比特币——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。

这些处于风险中的比特币包括比特币创造者中本聪所拥有的。

“这是比特币最大的争议之一：如何处理中本聪的比特币。你不能移动它们，而中本聪显然已经消失了，”Project 11的创始人亚历克斯·普鲁登告诉Decrypt。“那么这些比特币会发生什么？这占供应的相当大一部分。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，理论上，一个足够强大的量子计算机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这个能力，但它展示了朝着这一规模的进展。

随着IBM瞄准在2030年前实现容错系统——谷歌和Quantinuum也在追求类似目标——对数字资产的量子威胁的时间表变得越来越真实。

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