Квантові технології або суперкомп’ютер. Хто зламає біткоїн?
Експерти Google відкрили технологію, яка із застосуванням штучного інтелекту здатна зробити квантові обчислення практичними в реальному житті. Про це йдеться у статті Nature.
У представленій роботі дослідники Deepmind пояснили, що їхня нова ШІ-система AlphaQubit виявилася успішною у виправленні постійних помилок, які довгий час переслідували квантові комп’ютери.
«Квантові комп’ютери мають потенціал для революції в галузі відкриття ліків, розробки матеріалів і фундаментальної фізики, якщо ми зможемо змусити їх працювати надійно», — ідеться в заяві Google.
Надпотужні обчислювальні пристрої надзвичайно крихкі: навіть найменше втручання довкілля на кшталт тепла, вібрації, електромагнітних полів чи навіть космічних променів здатне порушити квантові стани. Це призведе до помилок і ненадійних обчислень.
В одній з раніше опублікованих робіт стверджується, що для практичного застосування квантових комп’ютерів частота помилок не повинна перевищувати одну на трильйон операцій.
«Деякі завдання звичайний комп’ютер вирішуватиме мільярди років, а квантовому знадобиться всього кілька годин. Однак нові процесори більш схильні до шуму на відміну від звичайних. Якщо ми хочемо зробити квантові комп’ютери надійними, особливо в масштабі, потрібно точно визначати та виправляти ці помилки», — підкреслили в Google.
Нова ШІ-система AlphaQubit використовує складну архітектуру нейронної мережі, яка продемонструвала високу точність у виявленні та виправленні квантових помилок.
Рішення зберегло високу точність у квантових системах від 17 до 241 кубіта. Це дає змогу припустити, що підхід може масштабуватися на більші системи, необхідні для практичних квантових обчислень.
AlphaQubit стикається зі значними перешкодами перед реалізацією.
«Кожна перевірка узгодженості у швидкому надпровідному квантовому процесорі вимірюється мільйон разів на секунду. Хоча AlphaQubit відмінно справляється з точною ідентифікацією помилок, вона все ще занадто повільна, щоб виправити помилки в надпровідному процесорі в режимі реального часу», — стверджують розробники.
Дослідники зосередили увагу на оптимізації швидкості, масштабованості та інтеграції.
Криптоспільнота побоюється зламу блокчейнів квантовим комп’ютером. Вони посилилися після «першої у світі ефективної атаки» на алгоритми Present, Gift-64 і Rectangle.
Найшвидший у світі комп’ютер
Хоча квантові комп’ютери мають потенціал для виведення з ладу блокчейнів на кшталт мережі біткоїна та Ethereum, цього не можна сказати про навіть найшвидші звичайні суперкомп’ютери.
Вчені з Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса оголосили, що їхній новітній суперкомп’ютер El Capitan здатний виконувати 2,79 квадрильйона (число з 15 нулями) обчислень за секунду — це робить його найшвидшим комп’ютером у світі. Він працює в 5,4 мільйона разів швидше за стандартний домашній ПК.
LLNL has unveiled the most powerful supercomputer and first #Exascale machine dedicated to #NationalSecurity. With a sustained performance of 1.742 exaFLOPs on the @top500supercomp, El Capitan becomes the first HPC machine to surpass the 2 exaFlOP barrier! https://t.co/A5wStJn417 pic.twitter.com/MlGaeSdm0c
— Lawrence Livermore National Laboratory (@Livermore_Lab) November 18, 2024
Пристрій призначений для складних завдань на кшталт моделювання, розробки штучного інтелекту і досліджень. Що стосується побоювань щодо ймовірності злому блокчейнів, то вони безпідставні, вважають експерти з криптографії.
«Їм потрібно перебрати всі можливі приватні ключі. Наприклад, якщо довжина закритого ключа становить 256 біт, зловмисникові, який намагається підробити ваші транзакції, потрібно перевірити всі можливі 256-бітові ключі», — зазначив CEO Arcium Яннік Шрейд.
El Capitan потрібно 10 мільярдів років, щоб зробити це через обчислювальну асиметрію, властиву використовуваним схемам шифрування, таким як криптографія на основі еліптичних кривих (ECC). Її використовують у різних блокчейнах, включно з біткоїном, Ethereum і Solana.
ECC забезпечує високий рівень безпеки, а серйознішу загрозу йому несуть квантові обчислення, підкреслив Шрейд. Вони здатні подолати обчислювальну асиметрію.
«Суперкомп’ютер, як і раніше, обробляє дані у двійковому вигляді, використовуючи біти, і його потужність насамперед обумовлена розпаралелюванням — одночасним виконанням безлічі завдань. Квантові комп’ютери, з іншого боку, використовують квантові біти (кубіти), які застосовують такі квантові принципи, як суперпозиція і заплутаність. Це інший вимір обчислень», — додав CEO Arcium.
Інші експерти висловили аналогічну позицію. Сучасні системи шифрування не можуть бути зламані жодним класичним способом. Загроза з боку нових квантових комп’ютерів набагато сильніша, зазначив глава відділу кібербезпеки в Quantinuum Дункан Джонс. Його компанія займається розробкою квантових обчислень.
«Усього через десятиліття ми побачимо досить потужні квантові комп’ютери, які зможуть зламати алгоритми блокчейнів. Розробникам децентралізованих мереж необхідно якнайшвидше розгорнути технологію квантової безпеки для підготовки до такого ризику», — зазначив він.
Just do it
До квантових комп’ютерів ще далеко, а суперкомп’ютери не здатні зламати криптовалюти, проте розслаблятися рано. Професор інженерного факультету Державного університету Сан-Хосе Ахмед Банафа зазначив, що «блокчейн-індустрія надто довіряє своїй передбачуваній безпеці, не беручи до уваги потенційні вразливості».
«Багато прихильників вважають незмінність блокчейна синонімом невразливості, але така думка ігнорує ризики, пов’язані з розвитком технологій на кшталт квантових обчислень, і практичні проблеми, як-от недоліки ПЗ», — заявив він.
Хоча криптокористувачі визнають потенційну загрозу, лише деякі платформи вжили заходів щодо захисту від такого роду атак, додав експерт.
«Децентралізація — сильний бік, але водночас вона ускладнює процес запуску критичних оновлень для підвищення безпеки», — підкреслив Банафа.
Раніше низка експертів заявили, що загроза квантової атаки на криптовалюти перебільшена.
