Google Quantum AI 在 Willow 处理器实现量子态制备误差降低40倍

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Google Quantum AI 在其 Willow 量子处理器上取得关键突破：在制备专用量子态时，错误率显著下降约40倍。这一成果发表于10月15日的《科学》期刊，采用“魔法态培育”技术，使逻辑操作保真度达到99.99%。然而，仅有约8%的制备尝试成功通过误差检测，表明当前仍存在严峻的扩展难题。

值得注意的是，该研究聚焦于容错量子计算中的核心瓶颈，并未直接演示对加密货币的攻击能力。此进展也为谷歌2026年3月发布的报告提供了实验支持，该报告预测，少于50万个物理量子比特的系统可能在几分钟内恢复私钥。

Willow 的核心技术突破是什么？

量子计算依赖脆弱的物理量子比特，需通过纠错机制构建逻辑量子比特。某些复杂运算需要预先准备特殊资源——即“魔法态”。传统方法中，高达95%的硬件资源被用于生成这些状态，严重制约实际计算能力。而“魔法态培育”通过先生成不完美状态，再经重复检验剔除含错样本，保留高质量状态以支撑后续运算。在 Willow 上，该方法使误差水平降低40倍。实验还验证了不同纠错码间状态传输的可行性。

尽管成功状态保真度极高，但92%的制备过程被拒绝，意味着整体资源消耗并未同步下降。因此，不能简单推断总计算成本减少40倍。

这项突破如何影响比特币的安全性？

比特币使用椭圆曲线密码学保护交易签名。理论上，具备足够算力的量子计算机可运行Shor算法，从公开的公钥反推私钥，从而盗取资金。根据谷歌3月研究，完成此类攻击约需1,200至1,450个逻辑量子比特及数千万次门操作。在特定超导架构下，少于50万物理量子比特或可在数分钟内完成计算。

模拟攻击还涉及预计算阶段，要求每秒生成约50万个可靠魔法态。本次实验正针对该工程难点展开验证。不过，早期估算已假设高效魔法态生成，因此此次40倍误差改进并不等同于可直接缩减所需量子比特数量。

Galaxy Digital指出，真实威胁取决于量子硬件发展速度与钱包公钥暴露程度的双重因素。

为何部分比特币钱包更易受量子攻击？

比特币地址格式决定其抗量子能力。早期的Pay-to-Public-Key模式直接在链上暴露公钥，形成长期风险。而现代格式如Taproot虽在支出前隐藏公钥，但一旦转账发生，密钥将短暂暴露，攻击窗口较短。

对于长期休眠的钱包，若私钥永久丢失，则无法通过常规方式迁移资产。这引发关于后量子升级是否应强制迁移、是否影响财产权利等治理难题。Blockstream CEO Adam Back曾表示，中本聪时代持有的大量休眠币或将面临前所未有的制度挑战。

投资者与托管机构下一步应关注什么？

比特币的后量子过渡仍是重大技术与治理挑战。需解决数字签名机制、交易体积、钱包兼容性以及历史暴露密钥处理等问题。Coinbase提出分阶段迁移路径，包括灵活签名结构和机构级托管标准。BIP 360 提出一种潜在交易框架，但尚未构成完整解决方案。

防御性投入持续增加。Galaxy Digital承诺最高投入500万美元用于推动比特币量子就绪建设。对Google而言，下一阶段目标是提升魔法态产出效率、扩大生产规模并将其整合进更复杂的计算流程。

目前，尚无明确时间表能确定量子攻击何时具备可行性。真正可操作的应对策略，应聚焦于识别高风险公钥、推动后量子签名基础设施部署，而非等待理论临界点的到来。