L'ordinateur quantique 72 bits de Google, Bitcoin est-il toujours sûr ?

Lors de la réunion annuelle de l'American Physical Society à Los Angeles, Google a fait un grand pas en avant et a lancé Bristlecon, le premier ordinateur quantique universel 72 bits au monde, atteignant un faible taux d'erreur de 1 %, ce qui est similaire à celui Google l'avait déjà impliqué. Un ordinateur quantique universel de 9 qubits est plat. Ce processeur peut non seulement aider les scientifiques à explorer les simulations quantiques, mais également avoir des applications dans l'optimisation quantique et l'apprentissage automatique quantique.

Les responsables de Google ont déclaré :

Nous sommes convaincus, avec prudence et optimisme, que Bristlecone peut atteindre la suprématie quantique.

Bristlecon, le dernier processeur quantique de Google

À propos de cet ordinateur quantique, nous pouvons comprendre les concepts suivants :

Suprématie quantique

La « suprématie quantique » est également connue sous le nom de « supériorité quantique », terme qui fait référence à la capacité des ordinateurs quantiques à surpasser les supercalculateurs classiques sur certains types d'équations. Plus précisément, un ordinateur quantique de 50 qubits est meilleur que n’importe quel ordinateur classique actuellement disponible. Ce n’est que lorsque la suprématie quantique sera atteinte qu’un ordinateur quantique pourra être considéré comme un véritable ordinateur quantique. Cependant, la métrique utilisée pour mesurer les performances d’un processeur quantique afin de déterminer si la suprématie quantique a été atteinte est également une source de débat parmi les physiciens quantiques.

Il est bien connu que la puissance de calcul des ordinateurs quantiques dépasse largement les capacités des supercalculateurs les plus avancés. Certains experts estiment que cela peut être considéré comme une étape importante dans le développement des puces quantiques. Les particules quantiques sont disposées selon une disposition bidimensionnelle, ce qui rend le système de contrôle plus complexe. Ceci est plus proche de ce qui est nécessaire pour réaliser un codage de surface, soit la capacité de manipuler des quanta dans un système quantique pour effectuer des calculs utiles. Le personnel concerné de Google estime que le nouveau processeur lancé cette fois atteindra non seulement l'hégémonie quantique, mais que Google a développé un outil de référence pour mesurer si les ordinateurs quantiques ont atteint le niveau d'hégémonie quantique. Ce test applique des circuits quantiques individuels aléatoires à un processeur et mesure le résultat d'une simulation classique.

Bristlecone

Cet ordinateur a été développé par le laboratoire Google Quantum AI et est basé sur une matrice de neuf bits développée par les chercheurs de Google. Il ressemble à la forme d'une pomme de pin, d'où son nom For Bristlecone. (pin bristlecone). L'objectif du Quantum AI Lab de Google est de construire des ordinateurs quantiques pouvant être utilisés pour résoudre des problèmes du monde réel. Leur stratégie de recherche consiste à explorer des solutions à court terme sur des systèmes compatibles avec les erreurs à grande échelle et à usage général. ordinateurs quantiques corrigibles.

Schéma schématique de la structure de la puce, chaque "X" représente un qubit, et les qubits adjacents sont connectés

Afin de permettre au processeur quantique de Les algorithmes autres que les algorithmes de simulation classiques nécessitent certes plus de qubits, mais ils en nécessitent également plus. Il est essentiel que le processeur maintienne de faibles taux d'erreur dans les opérations de lecture et logiques telles que les portes à un ou deux qubits.

Qubits

Les qubits sont une forme analogique quantique de bits numériques et sont les plus petites unités d'informations traitées par les ordinateurs traditionnels. Cependant, les bits numériques sont binaires et ne peuvent choisir qu'entre 0 et 1. Et les qubits peuvent exister dans des superpositions d'états (leurs valeurs peuvent être 0, 1 ou d'autres combinaisons). S'il y a N qubits, 2 ^ N données peuvent théoriquement être stockées en même temps. Par exemple, les données pouvant être stockées par 250 qubits sont de 2 ^ 250, ce qui est plus que tous les atomes de l'univers connu réunis. Lorsqu'un ordinateur quantique effectue des opérations, il peut calculer 2 ^ N opérations mathématiques en même temps, ce qui équivaut à un ordinateur classique répétant 2 ^ N calculs. On peut voir que les ordinateurs quantiques peuvent économiser beaucoup de temps et d'unités de calcul, permettant aux ordinateurs quantiques d'interroger des bases de données, de décomposer de grands nombres premiers ou de créer des modèles scientifiques complexes, et sont plus efficaces et plus précis que les superordinateurs.

Nombre de qubits

Mais créer un ordinateur quantique à grande échelle n'est pas aussi simple que d'enchaîner un tas de qubits. Créer des tableaux de qubits est une tâche difficile. Des matériaux spéciaux sont souvent nécessaires, des configurations laser coûteuses et/ou des conditions environnementales extrêmes sont nécessaires pour réussir à créer et fonctionner correctement, selon que le qubit est basé sur des ions, des semi-conducteurs de spin, des processeurs Google ou des circuits supraconducteurs.

Il convient de noter que le qubit lui-même est très sensible aux interférences de l'environnement sonore. Les environnements non idéaux peuvent causer des problèmes avec l'état du qubit, il est donc très sujet aux erreurs. La création de puissants réseaux de qubits avec des taux d’erreur minimes est l’un des plus grands obstacles entre les physiciens et les puissants ordinateurs quantiques.

Taux d'erreur

Étant donné que l'état quantique est très instable, seulement 50 qubits ne suffisent pas, car l'intrication quantique des qubits se passera mal, et seulement assez de qubits Seulement avec un faible taux d'erreur peut-on atteindre une véritable suprématie quantique.

Installer Bristlecone

La matrice de qubits utilisée dans cet ordinateur quantique de 72 bits (similaire au précédent ordinateur quantique universel de 9 qubits) est capable d'atteindre un taux d'erreur de lecture de 1 %, un taux d'erreur de porte sur un seul qubit de 0,1 % et un taux d'erreur de 0,6 %. % de taux d'erreur de porte à double qubit. Les portes qubits sont des portes quantiques (également appelées logique quantique) qui sont basiques et font fonctionner un circuit quantique avec un petit nombre de qubits. C'est la base des circuits quantiques, tout comme la relation entre les portes logiques traditionnelles et les circuits numériques généraux. Les portes quantiques courantes effectuent des opérations logiques sur un ou deux qubits, produisant finalement une seule sortie.

Les ordinateurs quantiques peuvent pirater Bitcoin

Actuellement, les ordinateurs quantiques ne sont utilisés que dans le domaine de la recherche scientifique, mais si, comme le dit Google Labs, Bristlecone peut atteindre l'hégémonie quantique, alors Bitcoin et d'autres domaines basés sur La monnaie virtuelle de la technologie blockchain peut être craquée.

Selon le principe de la règle majoritaire dans la blockchain, une fois qu'un mineur possède 51% de la puissance de calcul, les autres mineurs suivants ne pourront plus continuer à obtenir des Bitcoins. À l’avenir, à mesure que le nombre de qubits dans les ordinateurs quantiques augmentera, l’algorithme de cryptographie asymétrique utilisé dans la blockchain, c’est-à-dire le système de cryptographie à clé publique, sera également plus menacé.

En utilisant un ordinateur quantique, le processus d'utilisation de la clé publique pour déduire la clé privée peut être inversé. La clé privée de chacun sera facilement déduite par l'ordinateur quantique. Le média étranger mère estime qu'un ordinateur quantique de 4 000 qubits peut perturber la blockchain. En d'autres termes, quelle que soit la personne ou l'équipe qui développe et applique en premier un tel ordinateur quantique, elle peut résoudre et vérifier chaque transaction, et il y en aura davantage à l'avenir. ceux qui ne sont pas en circulation seront monopolisés par celui-ci et le système de confiance des crypto-monnaies sera détruit. Pour plus de détails, veuillez consulter l'article spécial de FreeBuf : L'informatique quantique passe du concept à la réalité, le cryptage à clé publique est-il en danger ?

À proprement parler, l’avènement des ordinateurs quantiques menacera toute la cryptographie du système existant et réécrira la protection de sécurité de l’ensemble du secteur financier et bancaire.

Cependant, de nombreux scientifiques pensent que les ordinateurs quantiques ne peuvent pas remplacer les ordinateurs classiques. Étant donné que les caractéristiques informatiques des ordinateurs quantiques déterminent qu’ils ne peuvent être utilisés que dans un petit nombre de domaines, la portée des ordinateurs classiques dépasse de loin celle des ordinateurs quantiques.

Cependant, tous les développeurs de technologies blockchain devraient également être plus vigilants. La sortie de l’ordinateur quantique de Google indique qu’il pourrait y avoir des changements bouleversants dans le futur domaine de la blockchain.