O ‘Gato’ Quântico da IBM Rugido: Avanço de 120-Qubit Aumenta o Risco de Criptografia do Bitcoin

Em resumo

• Pesquisadores da IBM entrelaçaram 120 qubits, estabelecendo um novo marco para a computação quântica.
• O estado “cat” GHZ alcançou uma fidelidade de 0,56, provando o entrelaçamento completo de múltiplos qubits.
• Estimativa de Fidelidade Direta confirmou resultados, oferecendo verificação quântica escalável.

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Descubra SCENE

A mais recente descoberta quântica da IBM aproximou um pouco o mundo das criptomoedas do seu cenário de pesadelo—um computador capaz de quebrar a encriptação do Bitcoin.

Num relatório publicado no início deste mês, pesquisadores da IBM relataram ter criado um estado quântico entrelaçado de 120 qubits — o mais significativo e estável de seu tipo até à data.

O experimento, descrito em um artigo intitulado “Grandes Gatos: Emaranhamento em 120 Qubits e Além,” demonstra emaranhamento multipartido genuíno entre todos os qubits—um passo chave em direção a computadores quânticos tolerantes a falhas que um dia poderão executar algoritmos poderosos o suficiente para quebrar a criptografia moderna.

“Procuramos criar um grande estado de recurso emaranhado num computador quântico usando um circuito cujo ruído é suprimido”, escreveram os pesquisadores. “Usamos técnicas da teoria dos grafos, grupos estabilizadores e recomputação de circuitos para alcançar esse objetivo.”

O relatório chega em meio a avanços rápidos e crescente competição entre grandes empresas de tecnologia para desenvolver computadores quânticos práticos. A descoberta da IBM supera o Google Quantum AI, cujo chip Willow de 105 qubits executou na semana passada um algoritmo de física mais rápido do que qualquer computador clássico poderia simular.

Construindo um gato maior

No estudo, a equipe da IBM usou uma classe de estados quânticos conhecidos como Greenberger–Horne–Zeilinger, frequentemente chamados de “estados gato” em homenagem ao famoso experimento mental de Schrödinger.

Um estado GHZ é um sistema em que cada qubit existe em uma superposição de todos estarem em zero e todos estarem em um ao mesmo tempo. Se um qubit muda, todos mudam—algo impossível na física clássica.

“Além de sua utilidade prática, os estados GHZ têm sido historicamente usados como um marco em várias plataformas quânticas, como íons, supercondutores, átomos neutros e fótons,” escreveram. “Isso decorre do fato de que esses estados são extremamente sensíveis a imperfeições no experimento—de fato, podem ser usados para alcançar a sensibilidade quântica no limite de Heisenberg,” disseram, referindo-se ao limite último de quão precisamente algo pode ser medido na física quântica.

Para alcançar 120 qubits, os pesquisadores da IBM usaram circuitos supercondutores e um compilador adaptativo que mapeava operações para as regiões menos ruidosas do chip.

Eles também empregaram um processo chamado descomputação temporária, desencadeando momentaneamente os qubits que haviam terminado seu papel, permitindo que eles descansassem em um estado estável antes de serem reconectados mais tarde.

Quão “Quântico” é realmente?

A qualidade do resultado foi medida usando fidelidade, uma medida de quão próximo o estado produzido se aproxima do estado matemático ideal.

Uma fidelidade de 1.0 significaria controle perfeito; 0.5 é o limiar que confirma o emaranhamento quântico completo. O estado GHZ de 120 qubits da IBM obteve 0.56, suficiente para provar que cada qubit permaneceu parte de um único sistema coerente.

Verificar diretamente tais resultados é computacionalmente impossível—testar todas as configurações de 120 qubits levaria mais tempo do que a idade do universo.

Em vez disso, a IBM confiou em dois atalhos estatísticos: testes de oscilação de paridade, que rastreiam padrões de interferência coletiva, e Estimativa Direta de Fidelidade, que amostra aleatoriamente um subconjunto das propriedades mensuráveis do estado chamadas estabilizadores.

Cada estabilizador atua como um diagnóstico, confirmando se os pares de qubits permanecem em sincronia.

Por Que Isso É Importante para o Bitcoin

Embora ainda esteja longe de representar uma verdadeira ameaça criptográfica, a inovação da IBM aproxima os experimentos de um passo mais perto de colocar em perigo os 6,6 milhões de BTC—no valor de cerca de 767,28 bilhões de dólares—que o grupo de pesquisa em computação quântica Project 11 alertou estar vulnerável a um ataque quântico.

Estas moedas em risco incluem aquelas pertencentes ao criador do Bitcoin, Satoshi Nakamoto.

“Esta é uma das maiores controvérsias do Bitcoin: o que fazer com as moedas de Satoshi. Não se podem movê-las, e Satoshi presumivelmente desapareceu,” disse Alex Pruden, fundador do Project 11, ao Decrypt. “Então, o que acontece com esse Bitcoin? É uma parte significativa da oferta. Você queima, redistribui ou deixa um computador quântico obtê-lo? Essas são as únicas opções.”

Uma vez que um endereço de Bitcoin expõe sua chave pública, um computador quântico poderoso o suficiente poderia, em teoria, reconstruí-la e apreender os fundos antes da confirmação. Embora o sistema de 120 qubits da IBM não tenha a capacidade em si, ele demonstra progresso em direção a essa escala.

Com a IBM a visar sistemas tolerantes a falhas até 2030—e a Google e a Quantinuum a perseguir objetivos semelhantes—o cronograma para uma ameaça quântica aos ativos digitais está se tornando cada vez mais real.