谷歌於今日凌晨推出了名為「Willow」的新量子晶片，聲稱能在5分鐘內解決傳統超級電腦需10的25次方年才能完成的任務。這項突破引發了加密貨幣界的短暫恐慌，擔心比特幣錢包私鑰可能會被破解。然而，目前比特幣的安全性仍依賴橢圓曲線離散對數問題的計算困難性，尚未被破解。比特幣社群已準備透過軟體更新轉向後量子密碼學來防禦未來的量子威脅。 24字詞種子比12字詞種子更安全，能提供額外防護。量子計算的商業應用還需數年和巨額投資。
Google 在今（10）日凌晨發表名為「Willow」的新量子晶片，號稱突破了量子電腦的界限，能用5 分鐘解決傳統超級電腦需10,000,000,000,000,000,000,000,000 年解決的問題，但這引發加密貨幣圈短暫的恐慌，怕比特幣錢包私鑰會被輕易暴力破解，但這真的有可能嗎？
量子芯片歷史性技術突破
Google 在量子算力這項技術突破引起了廣泛關注，因為不單算力上達到另一個層級，在「量子糾錯」能力上突破了一個里程碑，是自1995 年Peter Shor 提出量子糾錯概念以來一直未能攻克的難題，這次成果也是首次超導量子系統上即時糾錯的成功案例。
總括而言，Google Willow 的特點如下：
運算能力：Willow 晶片聲稱能夠在5 分鐘內解決一個傳統超級電腦需要10 瀾年（即10 的25 次方年）才能完成的複雜運算問題，這項性能展示了量子計算的潛在優勢，尤其是在處理極為複雜的數學問題時。
量子位元（Qubit）：此晶片由105 個量子位元構成，量子位元是量子電腦的基本建構模組，儘管量子位元具有極快的運算速度，但它們也容易受到外部幹擾而出錯，因此量子糾錯技術的開發至關重要。
降低錯誤率：Google 在最新研究中提出了一種新方法，能夠將Willow 晶片上的量子位元串聯起來，從而降低錯誤率並實現即時糾錯，這項進展被視為實現實用化量子電腦的重要一步，這也是其他量子晶片的瓶頸所在。
。 t.co/6UnDvVt7v2
— Google (@Google) December 9, 2024
比特幣私鑰與其安全性基礎
比特幣的安全基石在於公私鑰體系，其核心為橢圓曲線數字簽名算法（ECDSA）。在這種加密貨幣機制中，每個錢包擁有一組私鑰與對應的公鑰，利用私鑰可以對交易進行簽署並證明該交易的正當性，而公鑰則可由私鑰透過橢圓曲線運算獲得。但若僅有公鑰而無私鑰，要從公鑰逆向推回私鑰在計算上被認為是「不可行」的，因為這屬於橢圓曲線離散對數問題（Elliptic Curve Discrete Logarithm Problem），以現今經典電腦的運算能力來看，所需的時間長度極為龐大。
比特幣私鑰的安全性仰賴該離散對數問題對經典電腦的「計算困難性」（Computational Hardness）。到目前為止，利用最新的超級電腦也無法在合理的時間範圍內逆向推出私鑰，這是比特幣安全的基礎之一。
比特幣社群應對量子攻擊策略
比特幣的開發者社群並非束手就擒，一旦量子威脅變得更加逼近，比特幣網路有能力透過軟體更新切換至後量子密碼學（Post-Quantum Cryptography）演算法，如基於格（Lattice-Based） 、代數碼（Code-Based）、超橢圓曲線（Hyperelliptic Curves）或多變數方程式的方案等，這些演算法設計的初衷是為了抵擋量子電腦的攻擊。
而以太坊創辦人Vitalik 早前有解答過「假設量子電腦明天就能實現、且不法分子已通過某種方式獲取了它的訪問權限，並想要利用它來竊取用戶資金，我們該怎麼辦？ 「這個問題，他提出透過一個相對簡單的恢復性分叉（recovery fork）來暫時性解決這個問題，意思就是將大規模攻擊發生之後的所有區塊回滾來恢復用戶資金
而目前諸如Winternitz 簽名、 STARKs 等抗量子（quantum-resistant）技術的開發正是為了防止這種情況的發生，一旦帳戶抽象化準備就緒，任何用戶都可以隨機切換至具備量子抗性的簽名方案。
錢包改用「24 字詞種子」有用嗎？
24 字種子（seed phrase）與12 字詞種子的安全性差異，主要體現在熵值（entropy）及對暴力破解（brute force）的抵抗能力。根據BIP39 標準：
12 字詞種子對應約128 位元的安全強度24 字詞種子對應約256 位元的安全強度
256 位的安全強度遠高於128 位，表示使用24 字詞種子在理論上能提供比12 字詞種子更強韌的安全保障。如果有人企圖暴力破解種子，即便有極其強大的運算能力，嘗試的可能組合數量依舊龐大到難以計算，所以轉用24 字詞種子錢包雖感覺上是消極抵抗，但也有一定用處。
量子電腦未來應用前景
雖然目前Willow 所解決的問題尚無直接商業應用，但Google 設想未來的量子電腦能夠在醫學、化學、電池技術及人工智慧等領域解決傳統運算無法觸及的複雜問題。其中OpenAI 創辦人Sam Altman 也有關注Willow 並欣賞其研究成果。
儘管Willow 展現了顯著的效能提升，專家指出，要實現廣泛應用仍需數年時間和巨額投資， Google Quantum AI 實驗室負責人Hartmut Neven 表示，真正能應用於商業領域的量子電腦可能要到本世紀末才能問世。
〈Google 發表最新Willow 量子晶片，比特幣錢包私鑰可能被破解？ 〉這篇文章最早發佈於《區塊客》。
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0X簡體中文版：谷歌發布最新Willow量子晶片，比特幣錢包私鑰可能被破解？