谷歌将量子错误率降低40倍：比特币会面临风险吗？

谷歌已展示其Willow处理器将量子计算错误减少了40倍，推进了一项研究人员认为最终可能挑战保护比特币的加密技术。

谷歌于2026年10月15日宣布了这些结果，此前其研究已发表在科学期刊《Science》上。该实验使用了一种名为魔法态培育的技术，在研究人员测试方法下，产生了逻辑保真度（即准确度）为99.99%的量子态。

这一成就解决了一个限制构建可靠量子计算机努力的技术问题。尽管谷歌的实验并未破解比特币的加密，但其发现涉及一项最终可能帮助未来机器执行攻击现有密码系统所需计算的技术。

这项研究是在谷歌3月份的评估之后进行的，该评估认为，在特定的硬件假设下，一台足够强大的量子计算机可以用不到50万个物理量子比特破解比特币所使用的那类椭圆曲线密码学。

谷歌将量子计算错误减少了40倍

谷歌的最新实验聚焦于减少用于执行某些高级计算的特殊量子态中的错误。这些被称为魔法态的状态，为普通量子纠错方法无法自行执行的操作提供了所需资源。

创建这些状态一直是量子计算中成本高昂的环节之一。据谷歌的研究人员称，一些估计表明，产生足够可靠的魔法态可能消耗量子计算机高达95%的容量。

这种新方法从一个包含错误的量子态开始，并对其进行反复检查。未通过测试的尝试被丢弃，留下错误率大幅降低的成功尝试。

使用Willow处理器，谷歌证明，与未使用该方法创建的状态相比，培育过程将错误减少了约40倍。其研究人员报告称，所得T态（用于重要的量子计算操作）的逻辑保真度达到了创纪录的99.99%。

研究科学家Emma Rosenfeld和Craig Gidney将这一结果描述为在真实量子硬件上生产这些资源的高效方法的首次实验演示。

该团队基于Gidney、Noah Shutty和Cody Jones在2024年进行的理论工作开发了这种方法。将这一提议转化为可运行的实验，需要对硬件控制和用于测量错误的技术都进行修改。

在测试过程中，研究人员发现电漂移和温度变化干扰了他们的测量。他们引入了新的控制措施，并开发了一种基准测试方法，使培育过程能够帮助验证自身的准确性。

谷歌随后证明，纯化态可以在两种量子纠错方法之间转移，这两种方法分别称为颜色码和表面码。该实验成功地将一个态从距离-3颜色码转移到了距离-5表面码。

该公司警告称，这项技术仍需在更大规模上进行测试，才能支持实用的量子计算机。

谷歌的量子进展对比特币安全意味着什么

比特币使用公钥密码学来授权交易，并证明资金是由其合法所有者花费的。私钥保持保密，而公钥可用于验证数字签名。

一台足够强大的量子计算机运行肖尔算法，理论上可以从已暴露的公钥计算出私钥。此类攻击将威胁到由现有椭圆曲线签名系统保护的资金。

2026年3月，谷歌研究人员估计，未来的机器可以使用不到50万个物理量子比特来破解256位椭圆曲线密码学。该研究涉及硬件假设和计算，尚未在能够攻击比特币的机器上得到验证。

该估计值较早期的资源计算减少了约20倍。谷歌的研究人员开发了优化的量子电路，旨在执行从公钥恢复私钥所需的数学运算。

然而，这项工作仍然需要数百万次量子操作和可靠的纠错。需要魔法态来支持其中一些操作，这使得谷歌的最新实验与其早期研究中确定的技术要求相关。

Willow处理器包含105个物理量子比特，远低于谷歌比特币安全研究中描述的资源。其最新成就涉及制备和验证量子态，而非提取加密货币私钥。

正如之前在谷歌加速量子安全时间表中所探讨的那样，该公司敦促各组织在具备能力的机器出现之前为后量子密码学做好准备。

谷歌尚未宣布其培养方法何时能在实际密码攻击所需的规模上发挥作用。该公司承认，将实验扩展到更大系统仍存在技术挑战。

Glassnode识别出604万枚公钥已暴露的BTC

对比特币的潜在威胁部分取决于攻击者的目标是否拥有公开可见的密码密钥。

区块链分析公司Glassnode在5月估计，约有604万枚BTC，相当于当时已开采供应量的30.2%，在未花费交易输出中处于公钥暴露状态。

该研究将暴露的持有量分为两类。约192万枚BTC被归类为结构性暴露，因为其地址格式在设计上就揭示了公钥。

另有412万枚BTC被认为通过地址重用和部分花费等做法而处于操作性暴露状态。在某些交易结构中，花费比特币会揭示此前隐藏在密码哈希之后的公钥。

这些数字衡量的是Glassnode方法论下的暴露情况，而非量子计算机目前能够窃取的代币。它们并不能确定所有604万枚BTC在相同条件下都可被攻击者获取。

这些发现已在早前一篇关于量子计算对区块链安全的风险的报告中有所涉及，该报告考察了欧洲监管机构的担忧以及比特币集中在潜在易受攻击地址中的情况。

另一个挑战涉及那些所有者可能不再拥有转移所需私钥的代币。研究人员估计，数百万枚BTC可能仍留在旧钱包中，因为其所有者失去了访问权限、放弃了账户，或多年未移动这些持有量。

Quantus在6月的一项研究估计，约230万枚BTC可能难以或无法通过普通钱包程序进行迁移。

这项研究此前已在关于丢失的比特币和未来量子攻击的警告中被探讨过，其中描述了涉及休眠钱包和早期比特币持有量的潜在风险。

这些数字仍然是估计值。公共区块链数据无法确凿地判断一个不活跃钱包的所有者是已经失去了访问权限，还是仅仅选择不花费这些币。

Coinbase 提出保护比特币免受量子攻击的步骤

随着研究人员不断改进量子硬件，加密货币公司正在研究比特币如何过渡到旨在抵御量子攻击的签名系统。

10月13日，Coinbase 发布了针对比特币长期安全的建议，包括对已暴露币的处理、新的钱包格式，以及替换现有加密签名的实际挑战。

该交易所认为，保护比特币不仅仅需要选择一种抗量子算法。成功的过渡需要考虑交易费用、有限的区块空间、钱包兼容性、托管系统，以及独立节点验证交易的能力。

Coinbase 描述了几种针对在未来安全升级之前无法移动的币的可能处理方法。选项包括限制从易受攻击的地址进行花费，以及可能允许合法所有者收回受影响资产的恢复机制。

该交易所并未将这些可能性作为已达成共识的比特币政策提出。涉及休眠币和潜在限制的决定需要在比特币去中心化开发社区内进行讨论和接受。

对于活跃钱包，Coinbase 支持允许用户通过分阶段过渡采用抗量子选项。该提案将给开发者和托管人时间，在现有保护措施变得脆弱之前测试新的签名系统。

一些比特币开发者已经通过比特币改进提案提出了变更，包括 BIP-360，该提案引入了一种拟议的输出类型，旨在某些情况下减少公钥暴露。

研究人员警告称，迁移大量比特币交易可能需要数年时间，具体取决于所选的签名系统、网络容量以及转移资金的用户数量。

6月的一项独立研究预测，在其假设条件下，2026年开始的迁移可能在2029年至2031年之间完成。该计算仍然是有条件的，比特币尚未批准一个全网络范围的切换到后量子签名的截止日期。

谷歌的最新研究为量子硬件开发提供了一个新的实验结果，而 Coinbase 10月的建议仍有待比特币开发者、研究人员、托管人和其他网络参与者讨论。