• 구글은 윌로우 양자 칩이 양자 계산에 필요한 자원인 '매직 스테이트'를 준비할 때 오류를 약 40배 줄였다고 밝혔습니다. 이는 결국 비트코인 지갑을 위협할 수 있습니다.
• 실험은 검사에 통과한 상태들 사이에서 약 99.99%의 정확도를 달성했지만, 준비 시도 중 약 8%만이 성공했으며 상당한 확장 문제는 여전히 남아 있습니다.
• 이 발견은 비트코인 공격을 40배 저렴하게 만들지는 않지만, 미래의 양자 컴퓨터가 모델링된 공격에서 요구되는 초당 약 500,000개의 신뢰할 수 있는 매직 스테이트를 유지할 수 있도록 돕는 엔지니어링 방법을 발전시킵니다.

구글은 윌로우 양자 칩이 양자 계산에 사용되는 특수 상태를 준비할 때 오류를 약 40배 줄였다고 밝혔으며, 이는 비트코인 지갑을 해킹할 수 있을 만큼 강력한 기계를 만드는 데 드는 비용이 많이 드는 단계를 해결하는 것입니다.

이번 결과는 이번 주 사이언스에 발표되었으며, 이는 비트코인 양자 논쟁에서 거의 언급되지 않는 주제를 다루고 있습니다. 이 논쟁은 보통 공격자가 얼마나 큰 기계를 필요로 하는지에 초점을 맞추며, 계산 준비에 얼마나 많은 기계가 필요할지를 과소평가합니다.

왜 가장 오래된 코인이 공격자에게 더 많은 시간을 주는가

비트코인 지갑은 비밀 키를 사용하여 결제를 승인하고 네트워크가 이러한 승인을 확인할 수 있도록 하는 일치하는 공개 키를 사용합니다. 지출은 일반적으로 공개 키를 드러내며, 일부 결제 유형은 처음부터 이를 노출합니다.

이를 역으로 계산하여 비밀을 알아내는 것은 비현실적인 양의 계산을 요구하도록 되어 있어, 암호화 지갑을 역설계하는 것이 사실상 불가능하게 만듭니다.

그러나 충분히 큰 양자 컴퓨터가 쇼어 알고리즘을 실행하면 이론적으로 그 수학을 수행할 수 있습니다. 비밀 키를 복구한 사람은 소유자로서 거래에 서명할 수 있으며, 네트워크는 이를 진정한 것으로 받아들일 것입니다. 수학자 피터 쇼어는 1994년에 이 방법을 처음 발표했지만, 아직 이를 입증한 사람은 없습니다.

물리적 서랍에 잠겨 있는 복구 문구는 이에 대한 보호를 제공하지 않으며, 공격자는 이미 블록체인에 있는 정보를 기반으로 작업할 것입니다.

일부 후기 결제 형식은 소유자가 지출할 때까지 해시, 즉 디지털 지문 뒤에 공개 키를 숨깁니다. 이전에 숨겨진 키를 대상으로 하는 공격자는 그 노출을 기다려야 하며, 결제를 방해할 만큼 빠르게 비밀을 복구해야 할 수도 있습니다.

이것이 잃어버린 코인이 어려운 문제를 제기하는 이유이기도 합니다. 비트코인은 더 강력한 지출 보호를 도입할 수 있지만, 누군가는 여전히 기존 키를 사용하여 오래된 보유 자산을 이동해야 합니다. 그 키가 분실되면 소유자는 이동할 수 없습니다. 노출된 공개 키는 미래의 공격자에게 여전히 사용 가능합니다.

비트코인의 가장 오래된 보유 자산 중 일부는 채굴된 이후로 공개 키가 노출되었습니다.

양자 논쟁이 커지면서 오래된 코인도 이동하고 있습니다. 10월 7일, 2010년 7월 이후로 손대지 않은 100.02 BTC가 16년 이상 지난 후 이동했으며, 약 850만 달러의 가치를 지니고 있습니다. 8월에는 2011-2014년 이후 비활성화된 6개의 지갑이 또 다른 553.59 BTC를 이동했으며, 당시 약 4천만 달러의 가치가 있었습니다.

이러한 이동은 단독으로 보유자가 양자 공포에 대응하고 있다는 것을 입증하지 않습니다. 코인을 이동하는 것은 지갑을 변경하거나 보유 자산을 재조직하거나 판매 준비를 의미할 수도 있습니다.

준비의 비용

양자 컴퓨터는 큐비트라는 단위로 정보를 저장하며, 이는 매우 취약합니다. 열, 진동 및 외부 신호가 이를 방해하고 오류를 유발할 수 있으며, 더 많은 큐비트를 추가하면 실수의 기회도 증가합니다.

엔지니어들은 많은 물리적 큐비트를 오류를 감지하고 수정하는 그룹으로 조직하여 이를 처리합니다. 각 그룹은 더 신뢰할 수 있는 단위인 논리적 큐비트처럼 행동합니다.

그런 다음 이러한 단위는 특정 작업을 실행하기 위해 디지털 연료의 등가물을 필요로 하며, 연구자들이 '매직 스테이트'라고 부르는 특별히 준비된 양자 상태가 필요합니다. 각 상태는 사용될 때 소비되므로, 컴퓨터는 계산하는 동안 이를 계속 생산해야 합니다.

더 읽기: 양자 컴퓨팅이 실제로 무엇인지, 그리고 왜 비트코인에 무서운지에 대한 간단한 설명

모든 요리에 재사용할 수 없는 소스를 새로 만들어야 하는 레스토랑 주방을 생각해 보세요. 일부 직원은 소스를 계속 만들고 다른 직원은 요리를 합니다. 양자 컴퓨터에서는 매직 스테이트를 생산하는 데 할당된 하드웨어는 다른 작업에 할당될 수 없습니다.

구글의 방법인 '재배'는 상태의 거친 버전으로 시작하여 오류를 검사하고 결함 있는 시도를 버립니다. 목표는 이전 방법보다 적은 하드웨어를 사용하여 깨끗한 상태를 생산하는 것입니다.

회사는 연구자들이 목표로 했던 것과 얼마나 밀접하게 일치했는지를 측정하는 정확도에서 약 99.99%를 보고했습니다.

이 숫자는 검사에 통과한 상태에만 적용됩니다. 윌로우는 준비 및 측정 중 검사 후 시도의 약 8%를 유지했습니다. 100번 시도 중 약 8번이 통과했습니다.

다음 단계는 훨씬 더 큰 규모로 프로세스를 실행하고, 더 긴 계산에 피드백할 때 이러한 상태를 유용하게 유지하는 것입니다. 연구자들은 실시간 작업과 상태를 더 강력한 오류 수정 설정으로 이동하는 데 더 많은 작업이 필요하다고 말합니다.

이전 연구와의 적합성

3월에 구글은 특정 하드웨어 가정 하에 500,000개 미만의 물리적 큐비트를 가진 미래의 초전도 양자 컴퓨터가 비트코인과 이더리움에 사용되는 지갑 암호화를 해독할 수 있다고 추정했습니다.

9월에 코인데스크는 연구자들이 그 공격에 사용되는 핵심 계산의 작업량을 절반으로 줄였다는 보고를 했습니다. 이 작업은 한 구성 요소를 다루었으며, 전체 공격과 이를 실행하는 물리적 하드웨어 비용은 포함하지 않았습니다.

이 연구들은 공격자가 수행해야 하는 수학의 양을 줄입니다. 재배는 기계가 그 수학을 수행하는 동안 기계를 공급하는 비용을 다룹니다.

이득은 단순히 함께 곱할 수 없습니다. 구글의 3월 추정치는 이미 효율적인 매직 스테이트 생산을 가정했습니다. 이 실험은 그 엔지니어링 접근법의 일부를 테스트하는 것이며, 비트코인을 공격하는 데 드는 추정 비용을 40배 더 줄이는 것은 아닙니다.

3월 논문은 공격이 얼마나 많은 연료를 소모할지를 보여줍니다. 공개 키가 사용 가능해진 후 약 9분 동안 지속되는 하나의 모델링된 공격에 대해 구글은 기계가 초당 약 500,000개의 충분히 신뢰할 수 있는 매직 스테이트가 필요할 것이라고 추정했습니다.