Przełom – w japońskim instytucie Riken oficjalnie uruchomiono pierwszy na świecie hybrydowy superkomputer kwantowy. Nowa maszyna nosi nazwę Reimei i została zintegrowana z Fugaku – szóstym najszybszym superkomputerem na Ziemi. Pionierska platforma ma pomóc w przeprowadzaniu złożonych obliczeń, znacznie skracając czas ich realizacji w porównaniu z tradycyjnymi superkomputerami. Czy kryptowaluty są zagrożone?
Komputer kwantowy z Kraju Kwitnącej Wiśni
W przeciwieństwie do większości istniejących komputerów kwantowych, które bazują na kubitach nadprzewodnikowych, Reimei wykorzystuje kubity pułapkowane w jonach. W tej metodzie naładowane atomy – jony – są odizolowane w polu elektromagnetycznym i sterowane za pomocą laserów. Takie rozwiązanie, zwane „pułapką jonową”, pozwala naukowcom w precyzyjny sposób manipulować stanami kwantowymi, co przekłada się na dłuższe czasy koherencji i większe możliwości połączeń między kubitami.
Reimei wykorzystuje autorską architekturę opracowaną przez firmę Quantinuum. Podstawą tego rozwiązania jest tzw. „ion shuttling”, czyli możliwość przemieszczania jonów pomiędzy różnymi obszarami układu. Dzięki temu inżynierowie mogą efektywniej realizować nawet skomplikowane algorytmy kwantowe. Tego typu elastyczność w konstrukcji procesora znacznie zwiększa potencjał obliczeniowy i ułatwia wdrożenie zaawansowanych technik korekcji błędów.
Kwantowe kubity są bardzo wrażliwe na „szum” i błędy, dlatego kluczowym wyzwaniem jest stworzenie bardziej niezawodnych układów. W Reimei fizyczne kubity łączy się w tzw. kubity logiczne, które przechowują tę samą informację w wielu miejscach jednocześnie. Taka dywersyfikacja pozwala zminimalizować wpływ awarii jednego kubitu na całe obliczenie. Quantinuum już wcześniej chwaliło się przełomem w redukcji błędów – firma stworzyła kubit logiczny o 800 razy mniejszym wskaźniku błędów od standardowych kubitów fizycznych.
Chociaż Reimei-Fugaku to pierwsza w pełni operacyjna hybrydowa platforma kwantowa, nie jest to jedyny projekt tego typu. W Niemczech firma IQM od 2024 roku prowadzi testy integracji swojego 20-kubitowego procesora z superkomputerem SuperMUC-NG. Jednak ten system wciąż jest w fazie eksperymentów, a pełna funkcjonalność zapowiadana jest dopiero na najbliższe lata.
Tymczasem w Japonii naukowcy planują wykorzystać nowe możliwości Reimei-Fugaku głównie w badaniach z zakresu fizyki i chemii, co może przyspieszyć odkrycia m.in. w dziedzinie materiałoznawstwa, energetyki czy projektowania nowych leków. Sukces tych pierwszych hybrydowych superkomputerów może być milowym krokiem w kierunku epoki, w której komputery kwantowe staną się narzędziem codziennego użytku w nauce i przemyśle.
Czy Bitcoin i kryptowaluty są zagrożone?
Pojawienie się na rynku coraz silniejszych komputerów kwantowych rodzi pytania o bezpieczeństwo kryptowalut takich jak Bitcoin. Ich głównym filarem jest kryptografia oparta na krzywych eliptycznych, które, według teorii, mogłyby zostać złamane przez dostatecznie duży i stabilny komputer kwantowy.
Obecnie jednak systemy dysponujące zaledwie kilkudziesięcioma kubitami, takie jak Reimei, nie stanowią dla produktów opartych o technologię blockchain bezpośredniego zagrożenia. Aby realnie złamać współczesne algorytmy szyfrowania, potrzebne byłyby urządzenia kwantowe o zdecydowanie większej liczbie kubitów i jeszcze bardziej dopracowanej korekcji błędów.
Niemniej jednak rozwój kwantowych technologii obliczeniowych może w przyszłości zmusić społeczność kryptowalut do wdrożenia algorytmów odpornych na ataki kwantowe. Specjaliści już dziś pracują nad tzw. post-kwantowymi rozwiązaniami kryptograficznymi, które mają zneutralizować potencjalne ryzyko związane z wejściem superkomputerów kwantowych na znacznie wyższy poziom mocy obliczeniowej.