想象一种新型计算机,它不仅运行速度比笔记本电脑快,而且快到可以解决普通计算机几乎不可能解决的某些问题。这就是科学家所说的“量子计算机”。最近,谷歌推出了一款名为 Willow 的新型量子芯片,引起了不小的轰动。有些人担心它可能会破坏比特币等事物背后的安全性。让我们一步步用简单的术语来分解发生的事情。
什么是量子计算机?量子计算机是一种特殊类型的机器,它使用量子物理规则,即微小粒子的行为方式,进行计算。量子计算机不使用普通的“位”(普通计算机使用的微小单位,可以是 0 或 1),而是使用“量子位”。这些量子位可以同时为 0 和 1,使它们能够同时探索多种可能性。这种超能力可以让他们以惊人的速度解决某些问题。
最大的挑战:错误构建有用的量子计算机呃并不容易。最大的问题是什么?错误。量子位非常敏感,很容易被周围环境“分散注意力”。就像耳语可能会在喧闹的人群中消失一样,如果不小心保护,量子位中的宝贵信息也会很快消失。在量子计算中,更多的量子位通常意味着更多的错误,这是很糟糕的。如果错误堆积起来,计算机就会停止量子行为,就像普通机器一样运行,失去所有特殊优势。Google 的新芯片 Willow 带来了一些非凡的东西。通常,当您尝试运行越来越大的量子电路(将其视为更复杂的量子任务)时,您会遇到更多错误。但 Willow 的表现恰恰相反:随着他们添加更多的量子位,总错误率会下降。
这听起来像是一个小细节,但实际上是一个巨大的突破。这是科学家近 30 年来一直试图实现的目标。如果您可以在减少错误的同时不断添加量子位,那么您就可以开始建造越来越大的量子计算机,这些计算机足够可靠,可以解决实际问题。
它会破坏比特币吗?比特币的安全性依赖于非常棘手的数学问题。今天的计算机无法轻易破解保证比特币安全的代码。但量子计算机可能会找到捷径,使解决这些问题变得更容易,并有可能破坏安全性。这导致一些人担心像 Willow 这样的芯片可能会破解比特币。
这是一个简单的事实 - 虽然 Willow 向前迈出了惊人的一步,但它距离破解比特币的安全性还很远。专家表示,要威胁比特币加密等技术,至少需要一百万个真正优秀的量子位。 Willow 拥有大约 105 个量子比特——这个数字很大,但还远不到 100 万个。可以把它想象成试图用一把小锤子推倒一堵巨大的墙。锤子(Willow)很奇特且令人兴奋,但它的强度还不足以推倒今天的墙。
那么,比特币现在安全吗?是的。比特币和类似的系统对于 Willow 和其他当前的量子计算机仍然是安全的。从 105 个量子位到数百万个无错误量子位的飞跃是巨大的。这就像从骑自行车到建造一艘前往火星的宇宙飞船。科学家知道他们需要做什么,但这仍然需要多年甚至几十年的努力工作。
下一步是什么?目前,量子计算机主要进行测试以证明它们可以超越传统机器在某些任务中。下一个大目标是使用这些机器来解决现实世界中重要的问题 - 我们关心的问题,例如发现新药或优化复杂的流程,并且比任何普通计算机更快地完成这些任务。
Google 的 Willow 向这一未来迈出了重要一步。它表明我们可以克服错误并进行传统计算机无法处理的计算。随着研究的继续,我们可能会看到更多的突破、更大的芯片,以及最终能够应对令人难以置信的挑战的机器es。