加州理工學院研究顯示:量子比特幣威脅可能會在 10,000 個量子位元出現

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Caltech 研究顯示量子比特幣威脅可能在 10,000 個量子比特時到來
加州理工學院(Caltech)與新創公司 Oratomic 的團隊於 2026 年 3 月 31 日發表研究,證明只需少至 10,000 個物理量子比特(physical qubits)即可建造一台容錯的量子電腦,能執行 Shor’s 演算法,這大幅降低了先前估計所需的規模,當時估計需要一百萬個量子比特或更多。

這項發現結合 Google Quantum AI 同步繪製出約 670 萬個比特幣(Bitcoin)地址,這些地址可能受到量子「靜態(at-rest)」攻擊的威脅,壓縮了量子電腦何時可能威脅區塊鏈加密的時間表,並挑戰了「量子威脅仍需數十年才會到來」的假設。

量子錯誤修正架構將物理量子比特需求降低至原來的 200 分之一

Caltech 團隊的新型錯誤修正架構,利用中性原子量子運算平台的獨特特性:在該平台中,利用雷射光學夾鉗(optical tweezers)可以在量子比特陣列中實體移動原子,使長距離的量子糾纏成為可能,並能以高速率進行錯誤修正編碼。這種方法將物理量子比特與邏輯量子比特的比例,從約 1,000 比 1,降低到約 5 比 1。

破解比特幣的橢圓曲線密碼學(ECC)大約需要 2,100 個邏輯量子比特。根據先前的錯誤修正模型(每個邏輯量子比特需要 1,000 個物理量子比特),整體硬體需求約為 210 萬個物理量子比特。Caltech 的架構將這個需求降低到約 10,500 個物理量子比特——不到已由 Caltech 教授 Manuel Endres 在實驗室中建造的 6,100 原子陣列的一半。

Caltech 的理論物理學教授 Richard P. Feynman 的 John Preskill 表示,經過數十年的容錯量子計算研究,該領域終於接近其目標。研究團隊已成立 Oratomic,旨在商業化他們的架構,並計劃在本十年內建造具有實用規模的容錯量子電腦。

Google Quantum AI 繪製出 670 萬個比特幣地址,顯示其受量子攻擊的風險

在 Caltech 公告前一天,Google Quantum AI 發表白皮書,描繪比特幣的量子攻擊面(attack surface),指出約 670 萬個比特幣地址可能受到量子「靜態(at-rest)」攻擊的威脅。這些地址包括比特幣最早挖礦時代的「支付給公開金鑰(Pay-to-Public-Key)」地址:在這些地址中,公開金鑰會永久暴露在區塊鏈上。

僅就「支付給公開金鑰(Pay-to-Public-Key)」的腳本而言,約有 170 萬個比特幣被鎖定在這些地址中,許多存放在閒置(dormant)錢包中,包括被廣泛認為與中本聰(Satoshi Nakamoto)相關的幣。正如 Deloitte 的分析指出,這些地址無法升級或遷移到後量子密碼學(post-quantum cryptography),因為公開金鑰已經永久暴露在區塊鏈上。

運行 Shor’s 演算法的量子電腦可以從這些暴露的公開金鑰推導出私鑰(private keys),並掏空資金。這份繪圖建立了一個具體的弱點指標,先前這些風險多半只是理論上的,現在讓比特幣社群能以量化的方式了解資產的風險程度。

治理,而非技術,成為關鍵瓶頸

CryptoQuant 的執行長 Ki Young Ju 表示,在比特幣社群內就如何處理這些脆弱(vulnerable)硬幣達成共識——尤其是「凍結中本聰估計持有的約一百萬枚比特幣」的可能性——可能比撰寫新程式碼更困難。區塊大小(block size)的辯論持續超過三年,並導致硬分叉(hard forks);而凍結閒置硬幣的提案,也可能面臨類似甚至更大的阻力。

Caltech 的論文打破了那種令人安心的假設:社群還有數十年的時間來想出應對方案。雖然這項研究並未解決治理問題,但它壓縮了比特幣生態系統必須面對量子威脅的時間表。研究者指出,這個加速的時間表意味著,數位通訊的安全(包括金融交易)可能比預期更早面臨資料外洩的風險。

常見問答(FAQ)

Caltech 研究人員取得了什麼樣的量子運算突破?

Caltech 研究人員開發了一種全新的量子錯誤修正架構,能將容錯量子電腦所需的物理量子比特數量,從約一百萬個降至少於 10,000 個。這個方法利用中性原子量子比特能夠借助光學夾鉗在陣列中實體移動的能力,實現高速率的錯誤修正編碼。

有多少比特幣可能受到量子攻擊?

Google Quantum AI 指出,約有 670 萬個比特幣位於可能受到量子「靜態(at-rest)」攻擊的地址中,包括比特幣最早挖礦時代的「支付給公開金鑰(Pay-to-Public-Key)」地址:在這些地址中,公開金鑰已經永久暴露。僅就「支付給公開金鑰」的腳本而言,約有 170 萬個比特幣被鎖定。

量子威脅對比特幣的時間表是什麼?

先前的估計認為,量子威脅距離現在約 30 到 50 年,原因是所需的物理量子比特約為 2100 萬個(21 million)。Caltech 的研究則顯著縮短了這個時間表,展示到本十年結束時,利用少至 10,000 個量子比特就能建造出實用規模的量子電腦,但圍繞脆弱比特幣地址的治理挑戰,可能比技術層面的遷移更難解決。

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