IBM近日宣布,其与芝加哥大学合作的研究团队已实现所谓的“可信量子优势”(Trusted Quantum Advantage),即一台量子计算机完成了当前领先经典模拟方法无法在合理时间内完成的计算任务,同时提供了统计证据证明结果的准确性。IBM表示,这是公司在构建容错量子计算机道路上的最新里程碑。
实验并未实质上改变比特币的近期安全前景,但为旨在克服量子计算最大障碍之一——在扩展系统规模的同时可靠纠错——的研究增添了新的成果。量子优势指量子计算机在解决实际问题时比最佳经典计算机更快、更便宜或更高效。
IBM研究院院长兼IBM院士Jay Gambetta在声明中称:“我们现在已坚定地进入量子优势时代。这一里程碑为科学家、开发者和企业提供了信任量子计算机的新基础,使其能够扩展到远超经典计算能力的问题。”最新实验中,研究人员利用新的纠错技术编码了70个逻辑量子比特,在约15分钟内完成了一项计算,而IBM称使用当前领先的经典模拟方法需要不切实际的时间。该实验执行了2415个逻辑双量子比特操作和468个逻辑T门,同时将逻辑错误率降低至底层物理错误率的大约十分之一。
IBM称该实验还解决了量子优势演示长期面临的批评——验证问题。研究人员没有采用传统的随机电路采样,而是开发了一种结构化替代方案,允许在计算过程中检测错误,同时保持问题的数学难度。芝加哥大学副教授Bill Fefferman补充道:“验证仍然是牢固确立实验量子优势的最大挑战之一。这项实验开发了在噪声下更好地表征硬量子态保真度的技术,增加了对量子计算机正在解决计算难题的信心。”
此次宣布紧随IBM在Starling路线图中设定的多个里程碑之后。该路线图于去年6月发布,目标是在2029年前实现大规模容错量子计算机。路线图要求先进行经过验证的量子优势演示,然后扩展到模块化处理器,最终实现约200个逻辑量子比特和1亿次量子操作的系统。过去一年中,IBM持续推进这些目标:2025年10月,研究人员演示了120量子比特的GHZ“猫态”;一个月后推出了120量子比特的Nighthawk处理器和实验性Loon芯片,均旨在推进容错计算。今年早些时候,公司扩大了公众对更先进量子硬件的访问,为研究人员提供了更多时间开发算法和纠错技术。
对于比特币而言,最新实验更适合被视为通向“Q-Day”的渐进式技术进展,而非威胁格局的改变。比特币依赖椭圆曲线密码学进行数字签名,研究人员普遍估计,要破解该网络的加密需要数千个逻辑量子比特在容错量子计算机上运行——远超出IBM最新实验中所展示的70个逻辑量子比特。
