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IBMの最新の量子ブレークスルーは、暗号の世界をビットコインの暗号を破ることができるコンピュータという悪夢のシナリオに少し近づけました。
今月初めに発表された報告書で、IBMの研究者たちは、120量子ビットのエンタングル状態を作成したと報告しました—これは、これまでで最も重要であり、最も安定した種類のものです。
「ビッグキャッツ：120キュービット以上の絡み合い」という論文で説明されている実験は、すべてのキュービットにおいて真の多体絡み合いを示しており、これは将来的に現代の暗号を解読するのに十分な強力なアルゴリズムを実行できるフォールトトレラント量子コンピュータへの重要なステップです。
"私たちは、ノイズが抑制された回路を使用して量子コンピュータ上に大規模な絡み合ったリソース状態を作成しようとしています"と研究者たちは書いています。“この目標を達成するために、グラフ理論、スタビライザー群、回路の非計算技術を使用します。”
この報告は、実用的な量子コンピュータを開発するための主要なテック企業間の急速な進展と競争の中で到着します。IBMのブレークスルーは、先週105量子ビットのウィローチップを持つGoogle Quantum AIを上回り、物理アルゴリズムを古典コンピュータがシミュレートできるよりも速く実行しました。
この研究では、IBMチームは、シュレーディンガーの有名な思考実験にちなんで「猫状態」と呼ばれることが多い、グレンバーガー-ホーン-ツァイリンガーとして知られる量子状態のクラスを使用しました。
GHZ状態とは、すべての量子ビットが同時にすべてゼロである状態とすべてが1である状態の重ね合わせに存在するシステムです。もし1つの量子ビットが変化すると、すべてが変化します。これは古典物理学では不可能なことです。
「実用的な効用に加えて、GHZ状態は歴史的に、イオン、超伝導体、中性原子、光子などのさまざまな量子プラットフォームのベンチマークとして使用されてきました」と彼らは書いています。「これは、これらの状態が実験の不完全性に非常に敏感であるという事実から生じています—実際、これらはハイゼンベルグ限界で量子センシングを達成するために使用できます」と彼らは言い、量子物理学における何かをどれほど正確に測定できるかの究極の限界を参照しました。
120量子ビットに到達するために、IBMの研究者は超伝導回路と、チップの最もノイズの少ない領域に操作をマッピングする適応コンパイラを使用しました。
彼らはまた、一時的な非計算と呼ばれるプロセスを採用し、役割を終えたキュービットを一時的に解きほぐし、後で再接続される前に安定した状態で休ませることを可能にしました。
結果の品質は忠実度を用いて測定されました。忠実度は、生成された状態が理想的な数学的状態にどれだけ近いかを測る指標です。
1.0の忠実度は完璧な制御を意味し、0.5は完全な量子もつれを確認する閾値です。IBMの120キュービットGHZ状態は0.56を記録し、すべてのキュービットが単一の、一貫したシステムの一部であることを証明するのに十分でした。
そのような結果を直接検証することは計算上不可能です—120量子ビットのすべての構成をテストするには、宇宙の年齢よりも長い時間がかかります。
代わりに、IBMは2つの統計的ショートカットに依存しました：集合的干渉パターンを追跡するパリティ振動テストと、状態の測定可能な特性のサブセット（スタビライザー）をランダムにサンプリングする直接忠実度推定です。
各スタビライザーは診断器として機能し、量子ビットのペアが同期しているかどうかを確認します。
依然として本格的な暗号の脅威には遠く及ばないものの、IBMのブレークスルーは実験をさらに進め、量子コンピューティング研究グループのプロジェクト11が量子攻撃に対して脆弱であると警告した660万BTC（約7672.8億ドル）の危険に近づけるものです。
これらのリスクのあるコインには、ビットコインの創始者サトシ・ナカモトが所有するものが含まれます。
「これはビットコインの最大の論争の1つです：サトシのコインをどうするか。彼らを動かすことはできず、サトシはおそらくもういない」と、Project 11の創設者アレックス・プルーデンはDecryptに語った。「では、そのビットコインはどうなるのか？それは供給の重要な部分です。それを燃やしますか、再配分しますか、それとも量子コンピュータに取らせますか？それが唯一の選択肢です。」
ビットコインアドレスがその公開鍵を公開すると、理論的には十分に強力な量子コンピュータがそれを再構成し、確認前に資金を奪取することができる可能性があります。IBMの120キュービットシステム自体にはその能力はありませんが、そのスケールに向けた進展を示しています。
IBMが2030年までにフォールトトレラントシステムを目指し、GoogleやQuantinuumも同様の目標を追求しているため、デジタル資産に対する量子脅威のタイムラインがますます現実味を帯びてきています。
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