Viện Công nghệ California (Caltech): Máy tính lượng tử có thể giải mã Bitcoin sớm hơn nhiều so với dự kiến

Một team nghiên cứu từ California Institute of Technology (Caltech) phối hợp cùng startup Oratomic vừa công bố bước đột phá quan trọng: một máy tính lượng tử có thể triển khai Shor’s algorithm — thuật toán có khả năng phá vỡ các hệ thống mã hóa hiện đại — chỉ cần khoảng 10.000 qubit. Con số này thấp hơn rất nhiều so với ước tính trước đây ở mức hàng triệu qubit, qua đó rút ngắn đáng kể mốc thời gian mà công nghệ lượng tử có thể đe dọa trực tiếp đến mật mã blockchain.

Phát hiện này làm suy yếu đáng kể quan điểm lâu nay rằng rủi ro lượng tử đối với Bitcoin vẫn còn cách xa hàng thập kỷ.

Lớp phòng thủ truyền thống dần mất hiệu lực

Trong thời gian dài, các lập luận phản biện rủi ro lượng tử dựa trên một giả định nền tảng: để phá vỡ hệ mật mã đường cong elliptic của Bitcoin cần khoảng 2.100 qubit logic, và mỗi qubit logic đòi hỏi tới 10.000 qubit vật lý để xử lý lỗi. Điều này đẩy tổng yêu cầu phần cứng lên khoảng 21 triệu qubit — một ngưỡng ngoài tầm với trong nhiều thập kỷ tới. Với thực tế hiện tại chỉ đạt khoảng 6.000 qubit nhiễu, nhiều chuyên gia, bao gồm Ben Sigman, từng cho rằng mối đe dọa này vẫn còn cách 30 năm–50 năm.

Tuy nhiên, kiến trúc sửa lỗi mới do Caltech phát triển đã thay đổi hoàn toàn phép tính trên. Phương pháp này khai thác đặc tính linh hoạt của các nguyên tử trung hòa, cho phép di chuyển trong mảng qubit bằng “nhíp quang học” điều khiển bằng laser. Nhờ đó, hệ thống đạt được khả năng liên kết vướng víu tầm xa và triển khai các mã sửa lỗi với hiệu suất cao, kéo tỷ lệ qubit vật lý/qubit logic từ khoảng 1.000:1 xuống chỉ còn xấp xỉ 5:1.

Với tỷ lệ này, yêu cầu phần cứng để xử lý 2.100 qubit logic giảm xuống còn khoảng 10.500 qubit vật lý — chưa tới gấp đôi hệ 6.100 nguyên tử mà giáo sư Manuel Endres đã xây dựng. Theo John Preskill, Feynman Professor tại Caltech, lĩnh vực điện toán lượng tử hiện đang tiến rất gần đến ngưỡng đạt được khả năng chịu lỗi thực tiễn.

6,7 triệu BTC đã nằm trong vùng rủi ro

Đáng chú ý, thời điểm công bố nghiên cứu càng làm gia tăng mức độ cấp bách. Trước đó một ngày (30/3), Google Quantum AI đã phát hành whitepaper đầu tiên lập bản đồ bề mặt tấn công lượng tử đối với Bitcoin, xác định khoảng 6,7 triệu BTC đang nằm trong các địa chỉ dễ bị khai thác theo mô hình “at-rest”.

Các địa chỉ này chủ yếu thuộc dạng Pay-to-Public-Key (P2PK) từ giai đoạn đầu của mạng lưới, nơi public key được công khai vĩnh viễn trên blockchain. Trong kịch bản máy tính lượng tử vận hành Shor’s algorithm, private key có thể bị suy ra trực tiếp từ các public key này, tạo điều kiện cho việc rút toàn bộ tài sản.

Riêng các script P2PK đã nắm giữ khoảng 1,7 triệu BTC, phần lớn thuộc các ví không còn hoạt động — bao gồm cả lượng tài sản được cho là của Satoshi Nakamoto. Theo phân tích từ Deloitte, những địa chỉ này không thể nâng cấp hoặc chuyển đổi sang các chuẩn mật mã hậu lượng tử.

Nút thắt lớn nhất: đồng thuận cộng đồng

Dù rào cản công nghệ đang dần được thu hẹp, bài toán thực sự lại nằm ở yếu tố quản trị. Theo CEO của CryptoQuant, Ki Young Ju, thách thức lớn nhất không phải là phát triển giải pháp kỹ thuật, mà là đạt được sự đồng thuận trong cộng đồng Bitcoin về cách xử lý các tài sản dễ bị tổn thương — đặc biệt là khả năng đóng băng khoảng 1 triệu BTC được cho là của Satoshi.

Lịch sử cho thấy, tranh luận về kích thước block đã kéo dài hơn 3 năm và dẫn đến các đợt hard fork gây chia rẽ sâu sắc. Một đề xuất liên quan đến việc “đóng băng” các ví không hoạt động có thể còn gây tranh cãi lớn hơn. Ju cảnh báo rằng kịch bản không đạt được đồng thuận hoàn toàn là hoàn toàn khả thi, kéo theo nguy cơ xuất hiện các nhánh Bitcoin cạnh tranh khi công nghệ lượng tử tiếp tục tiến triển.

Nghiên cứu từ Caltech không trực tiếp giải quyết vấn đề quản trị này, nhưng đã xóa bỏ giả định “an toàn” rằng thị trường còn nhiều thập kỷ để chuẩn bị. Với việc Oratomic hướng tới thương mại hóa kiến trúc mới và mục tiêu xây dựng máy tính lượng tử chịu lỗi ở quy mô ứng dụng trước khi thập kỷ này kết thúc, áp lực đối với hệ sinh thái Bitcoin đang gia tăng rõ rệt.