Google công bố "siêu chip lượng tử" Willow - Bitcoin có bị đe dọa?

Siêu chip lượng tử Willow mới của Google có năng lực xử lý vượt ngoài tầm với của các siêu máy tính nhanh nhất thế giới.

Google công bố "siêu chip lượng tử" Willow - Bitcoin có bị đe dọa? Ảnh: CNN

Willow giải được bài toán lớn hơn tuổi đời vũ trụ chỉ trong vài phút

Tập đoàn công nghệ Google vừa công bố một bước đột phá lớn trong lĩnh vực điện toán lượng tử với việc phát triển chip mới mang tên Willow. 

Introducing Willow, our new state-of-the-art quantum computing chip with a breakthrough that can reduce errors exponentially as we scale up using more qubits, cracking a 30-year challenge in the field. In benchmark tests, Willow solved a standard computation in <5 mins that would…

— Sundar Pichai (@sundarpichai) December 9, 2024

Theo CEO Google Sundar Pichai, Willow có khả năng tính toán lên đến 105 qubit, giúp chip chỉ mất vài phút để thực hiện những tác vụ mà các siêu máy tính hàng đầu thế giới cần tới 10 triệu tỷ tỷ năm (10 septillion) để hoàn thành. Tuy nhiên, chip này dễ gặp lỗi vì nhạy cảm với các yếu tố nhỏ như hạt hạ nguyên tử từ không gian vũ trụ.

Một trong những thách thức lớn nhất của máy tính lượng tử là khi số lượng qubit tăng lên, lỗi cũng tăng theo, khiến chip không vượt trội hơn máy tính cổ điển. Từ thập niên 1990, các nhà khoa học đã nỗ lực nghiên cứu công nghệ sửa lỗi lượng tử để khắc phục vấn đề này. Google cho biết trong nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Nature rằng họ đã tìm ra cách liên kết các qubit trên chip Willow để giảm tỷ lệ lỗi khi số lượng qubit tăng lên. Hơn nữa, công ty còn có thể sửa lỗi theo thời gian thực, một bước tiến đưa nhân loại đến gần hơn với kỷ nguyên điện toán lượng tử đầy hứa hẹn.

Trở lại năm 2019, Google từng tuyên bố rằng chip lượng tử của họ có thể giải một bài toán trong 5 phút, trong khi máy tính cổ điển phải mất đến 10.000 năm. Tuy nhiên, tuyên bố này đã bị IBM phản đối, cho rằng bài toán đó chỉ cần 2,5 ngày để giải quyết bằng giả định kỹ thuật khác. Trong công bố mới nhất, Google đã xem xét các ý kiến phản hồi và khẳng định rằng, ngay cả trong điều kiện lý tưởng nhất, máy tính cổ điển vẫn cần một tỷ năm để đạt được kết quả tương tự như chip Willow.

Theo Anthony Megrant, kiến trúc sư trưởng của Google Quantum AI, chất lượng qubit chính là yếu tố cốt lõi để vượt qua các giới hạn hiện tại của công nghệ.

Để tăng tốc quá trình phát triển, Google đã xây dựng một cơ sở sản xuất chip riêng, thay thế cho cơ sở tại Đại học California. Với cơ sở mới này, họ có thể nhanh chóng thử nghiệm ý tưởng và sản xuất chip mới trong thời gian ngắn hơn. Các chip này được làm lạnh trong tủ lạnh siêu lạnh (cryostat) để thực hiện các thí nghiệm phức tạp. Megrant cho biết, mục tiêu của Google là tạo ra các chu kỳ học hỏi nhanh, đưa công nghệ từ ý tưởng vào thực tiễn một cách hiệu quả.

Với bước tiến này, Google đã vượt qua điểm "cân bằng" giữa máy tính lượng tử và máy tính cổ điển, mở đường cho những ứng dụng thực tế trong tương lai như y học, hóa học pin và trí tuệ nhân tạo. Đây không chỉ là cột mốc quan trọng cho Google mà còn cho toàn bộ ngành công nghiệp lượng tử.

Willow là "hiểm họa mới" đối với Bitcoin?

Việc Google ra mắt chip lượng tử Willow đã khiến nhiều người lo lắng: Liệu công nghệ này có phá vỡ hệ thống bảo mật của Bitcoin, hoặc thậm chí giúp Google khai thác "nốt" số Bitcoin còn lại trong mạng lưới?

Hiện tại, Bitcoin hoạt động dựa trên cơ chế Proof-of-Work (PoW), yêu cầu các máy tính giải các bài toán mật mã phức tạp để xác nhận giao dịch và tạo block mới. Với tốc độ vượt trội, siêu máy tính lượng tử có thể rút ngắn đáng kể thời gian giải toán PoW, mang lại lợi thế cho quá trình khai thác.

Thế nhưng thực tế không đơn giản như vậy, theo nhận định của nhà nghiên cứu mật mã Bitcoin Ben Sigman.

Thứ nhất, việc tấn công hoặc kiểm soát mạng lưới Bitcoin đòi hỏi một máy tính lượng tử với hàng triệu qubit ổn định và đáng tin cậy - mục tiêu mà ngay cả Google cũng thừa nhận cần nhiều năm phát triển. Cụ thể, Bitcoin đang dựa vào hai loại mã hóa:

• ECDSA 256: Dễ bị tấn công bởi "Thuật toán Shor", nhưng để bẻ gãy nó, cần hơn 1.000.000 qubit, trong khi Willow chỉ có 105 qubit.

• SHA-256: Mã hóa này khó bị đánh bại hơn nhiều, cần một phương pháp khác (thuật toán Grover) và hàng triệu qubit vật lý để tạo ra mối đe dọa thực sự.
  
  

Google Willow Quantum vs Bitcoin Encryption

Today, Google announced that Willow has reached 105 qubits with improved error rates. Should Bitcoiners worry?

🚫 Short Answer: No.

🔒 Bitcoin relies on two types of encryption:

1️⃣ ECDSA 256: Vulnerable to "Shor’s algorithm," but… pic.twitter.com/Baa8lwUVM6

— Ben Sigman (@bensig) December 9, 2024

Thứ hai, mạng lưới Bitcoin đã tích hợp cơ chế tự điều chỉnh độ khó để đảm bảo thời gian tạo block duy trì ở khoảng 10 phút. Nếu một thực thể duy nhất, như Google, chiếm ưu thế trong việc khai thác, mạng lưới sẽ tự động tăng độ khó, làm giảm hiệu quả của bất kỳ sức mạnh tính toán nào.

Thứ ba, hệ thống của Bitcoin và nhiều blockchain hiện đại khác như Avalanche đã được thiết kế để giảm thiểu nguy cơ bị tấn công bởi máy tính lượng tử. Trong các giao dịch, public key không được công khai trực tiếp mà phải thông qua hàm băm kép. Điều này giúp tiền "nằm yên" có tính kháng lượng tử cao, vì kẻ tấn công không có đủ thông tin để khai thác.

There is the issue of Satoshi's 1m Bitcoin. @hosseeb just reminded me that Satoshi's early minded coins used the very old Pay-To-Public-Key (P2PK) format, which reveals the public key and gives the attacker time to grind, for the mother of all cryptography bounties. P2PK isn't…

— egs9000🔺⚔️ (@el33th4xor) December 9, 2024

Song, cũng chính vì điều này, nhà sáng lập Avalanche Emin Gun Sirer cho rằng mạng Bitcoin đang tồn tại một điểm yếu khi các địa chỉ chứa đựng kho 1 triệu BTC của nhà sáng lập Satoshi Nakamoto đang sử dụng định dạng cũ, để lộ public key và từ đó tạo điều kiện để máy tính lượng tử "đoán mò" mật khẩu. Ông Sirer cho rằng sẽ đến lúc cộng đồng Bitcoin cần xem xét đóng băng vĩnh viễn lượng BTC của Satoshi Nakamoto để tránh gây ảnh hưởng lên mạng lưới, nhưng điều này cũng đồng nghĩa với việc gây tổn hại đến bản chất phi tập trung cốt lõi của công nghệ blockchain.

Thứ tư, các nhà phát triển blockchain cũng đang tích cực nghiên cứu và triển khai các thuật toán “kháng lượng tử” nhằm bảo vệ mạng lưới trước các mối đe dọa tiềm tàng.

Vì vậy, viễn cảnh Google phá vỡ hệ thống bảo mật hoặc khai thác toàn bộ số Bitcoin còn lại là rất khó xảy ra ở thời điểm hiện tại. Tuy nhiên, sự phát triển của công nghệ lượng tử là lời cảnh tỉnh để ngành blockchain không ngừng cải tiến bảo mật, đón đầu những thách thức trong tương lai.

Một thành viên cộng đồng Bitcoin còn chia sẻ lại bài đăng của Satoshi trên diễn đàn BitcoinTalk vào tháng 06/2010 khi được hỏi về cách đối phó của mạng lưới trong trường hợp mã hóa SHA-256 bị bẻ gãy:

Satoshi already provided guidance in the case SHA-256 is broken:

“If SHA-256 became completely broken, I think we could come to some agreement about what the honest block chain was before the trouble started, lock that in and continue from there with a new hash function.

If the…

— freeman 👓 (@FreemanProtocol) December 10, 2024

"Nếu SHA-256 bị đánh bại hoàn toàn, tôi nghĩ chúng ta nên thống nhất về trạng thái ban đầu của blockchain trước vấn đề xảy ra, cố định nó lại và tiếp tục hoạt động với hàm băm hash mới.

Nếu hàm băm tiếp tục bị tấn công, chúng ta có thể chuyển dần sang hash mới một cách có trật tự. Phần mềm có thể được lập trình để chuyển sang một hash mới sau một số lượng block nhất định. Tất cả người dùng đều phải thực hiện nâng cấp ở mốc thời gian đó. Phần mềm cũng phải lưu lại hash mới của tất cả block cũ để tránh việc block mới bị trùng hash với block cũ..."

Coin68 tổng hợp