Tại sao mối đe dọa của máy tính lượng tử đối với tiền điện tử là vấn đề rất xa vời?

Theo một nhà nghiên cứu, điện toán lượng tử phải đối mặt với nhiều rào cản hơn mọi người nghĩ để đạt được khả năng phá vỡ hệ thống tiền điện tử. Trong một báo cáo gần đây, Tiến sĩ Subhash Kak, Giáo sư về Kỹ thuật Điện và Máy tính tại Đại học bang Oklahoma, lưu ý những vấn đề như “tiếng ồn” và sửa lỗi để chứng tỏ những tin đồn về mối đe dọa của lượng tử tối cao đối với Bitcoin chủ yếu vẫn là lý thuyết.

Giới hạn của lượng tử tối cao

Về bản chất, “lượng tử tối cao” đề cập đến việc máy tính lượng tử có thể giải quyết một số vấn đề mà máy tính cổ điển không thể. Không có nghi ngờ gì về điều này vì đã được thực hiện hóa, nhưng câu hỏi quan trọng đối với cộng đồng tiền điện tử là loại vấn đề nào đang được giải quyết? Mặc dù sự phát triển của lượng tử tối cao là bóng ma ám ảnh thực sự đối với những người đang lo lắng về các khóa riêng tư, nhưng có rất ít bằng chứng nói về vấn đề được giải quyết bởi công nghệ này mang lại nhiều tiện ích trong việc bẻ khóa mã hóa – nơi mà tiền điện tử có liên quan.

“Các công ty đang cố gắng xây dựng phần cứng sao chép mô hình mạch của máy tính cổ điển. Tuy nhiên, các hệ thống thử nghiệm hiện tại có ít hơn 100 qubit. Để đạt được hiệu suất tính toán hữu ích, có lẽ bạn cần máy móc với hàng trăm ngàn qubit”, tiến sĩ Subhash Kak cho biết trong một bài viết gần đây.

Mặc dù các nhóm như D-wave tự hào có 2000 qubit (bit lượng tử) nhưng các ứng dụng là không giống nhau. Trọng tâm của D-wave là tối ưu hóa thông qua một quá trình gọi là ủ lượng tử. Theo Kak, đó là “cách tiếp cận hẹp hơn đối với điện toán lượng tử, trong đó các qubit được sử dụng để tăng tốc các vấn đề tối ưu hóa”. Vì vậy, các tuyên bố của D-wave đã dấy lên một số chỉ trích. Có một báo cáo gần đây gọi hệ thống D-wave là “sữa tách béo” so với các máy tính khác.

Sửa lỗi và tiếng ồn

Theo Kak, khó khăn thực sự để đưa lượng tử bẻ khóa mã hóa vào thực tế nằm trong các khái niệm về sửa lỗi và tiếng ồn. Cụ thể:

“Để máy tính hoạt động bình thường, phải sửa tất cả các lỗi nhỏ ngẫu nhiên. Trong một máy tính lượng tử, các lỗi như vậy phát sinh từ các linh kiện mạch không lý tưởng và sự tương tác của qubit với môi trường xung quanh chúng. Vì những lý do này, qubit có thể mất tính kết hợp trong một phần giây và do đó, việc tính toán phải được hoàn thành trong thời gian ngắn hơn. Nếu các lỗi ngẫu nhiên không thể tránh khỏi trong bất kỳ hệ thống vật lý nào, không được sửa chữa, kết quả của máy tính sẽ không có giá trị”.

Sửa lỗi này làm phức tạp mọi thứ hơn nữa. Khả năng xảy ra lỗi liên quan đến tiếng ồn đòi hỏi phải có nhiều năng lượng qubit hơn. Nhà vật lý lý thuyết Mikhail Dyakonov mô tả bản chất khó hiểu của vấn đề như sau:

“Trong khi một máy tính thông thường có N bit tại bất kỳ thời điểm nào cũng phải ở một trong các trạng thái 2^N có thể của nó, trạng thái của máy tính lượng tử có N qubit được thể hiện bởi các giá trị của biên độ lượng tử 2^N, là các tham số liên tục (có thể là các tham số liên tục nhận bất kỳ giá trị nào, không chỉ là 0 hay 1). Đây là nguồn gốc sức mạnh được cho là của máy tính lượng tử, nhưng cũng là lý do khiến nó dễ bị xâm phạm.

Vì vậy, có rất nhiều số lượng tham số liên tục mô tả trạng thái của một máy tính lượng tử hữu ích như vậy tại bất kỳ thời điểm nào, lớn hơn nhiều so với số lượng các hạt hạ nguyên tử trong vũ trụ có thể quan sát được”.

Nói cách khác, sức mạnh của điện toán lượng tử thực tế cũng có thể được xem là gót chân Achilles của chính nó. Bởi vì nó có thể xử lý rất nhiều biến số nên những biến số dường như vô tận này cũng mở ra cơ hội cho lỗi tiềm ẩn lớn hơn. Kết quả là những cân nhắc về phần cứng và logistics thường không được thảo luận như các vấn đề khác, nhưng theo hai nhà nghiên cứu, các lĩnh vực này có tầm quan trọng đáng kể.

Sự cường điệu

Giống như Kak, Dyakonov chỉ ra sự cường điệu xung quanh lĩnh vực điện toán lượng tử đang được phát triển và là nguồn đầu cơ năng lượng trong nhiều thập kỷ. Mặc dù hiện chưa rõ chính xác mức độ phát triển của chính phủ và khoa học cấp cao có thể đến nay nhưng theo như các nhà quan sát có kiến thức có vẻ như đó là một chặng đường dài trước khi mạng Bitcoin gặp nguy hiểm. Tại thời điểm đó, việc nâng cấp thuật toán đã được nhiều người đề xuất như một giải pháp tiềm năng.

Bitcoin Q&A: Is quantum computing a threat? https://t.co/cbLJU66bsN

— Andreas ☮ 🌈 ⚛ ⚖ 🌐 📡 📖 📹 🔑 🛩 (@aantonop) September 18, 2018

“Hỏi và đáp Bitcoin: Máy tính lượng tử có phải là một chủ đề?”

Tuy nhiên, giống như công việc đang diễn ra trong phản ứng tổng hợp hạt nhân, điện toán lượng tử vẫn là nơi được nhiều người quan tâm. Một đột phá không lường trước có thể xảy ra về mặt lý thuyết bất cứ lúc nào và làm thay đổi toàn bộ cục diện. Về phần mình, Kak vẫn tỏ ra hoài nghi:

“Từ một người có nhiều kinh nghiệm về điện toán lượng tử trong nhiều năm, tôi tin rằng do không thể tránh khỏi các lỗi ngẫu nhiên trong phần cứng nên khó có thể chế tạo các máy tính lượng tử hữu ích”.

• Bitcoin có thể giải cứu các nước đang phát triển phải đối mặt với gánh nặng nợ lớn
• Đại học Tokyo và IBM hợp tác để đưa “máy tính lượng tử” vào sử dụng thực tế

Thùy Trang

    Tạp chí Bitcoin | News Bitcoin