El nuevo avance en la computación cuántica y su impacto en la cadena de bloques

Google recientemente lanzó su nueva generación de chips de computación cuántica Willow, que representa otro gran avance después del lanzamiento del chip Sycamore en 2019, que logró la "supremacía cuántica". El chip Willow cuenta con 105 qubits y ha alcanzado el mejor rendimiento en su categoría en dos pruebas de referencia: corrección de errores cuánticos y muestreo de circuitos aleatorios.

En las pruebas de muestreo de circuitos aleatorios, el chip Willow completó en solo 5 minutos una tarea de cálculo que la supercomputadora más rápida de hoy necesitaría 10^25 años para completar. Este logro ha llamado la atención de la comunidad científica. El chip Willow puede lograr una disminución exponencial en la tasa de errores, llevándola por debajo de un umbral crítico, lo que allana el camino para la realización de computadoras cuánticas prácticas a gran escala.

Este avance tecnológico ha tenido un profundo impacto en múltiples industrias, especialmente en el campo de la Cadena de bloques y las criptomonedas. Aunque actualmente los 105 qubits del chip Willow aún son muy insuficientes para romper los algoritmos de cifrado utilizados por criptomonedas como Bitcoin, presagia que el desarrollo de las computadoras cuánticas está acelerándose.

Las criptomonedas como Bitcoin utilizan ampliamente el algoritmo de firma digital de curva elíptica ( ECDSA ) y la función hash SHA-256 para garantizar la seguridad de las transacciones. Teóricamente, los algoritmos cuánticos pueden romper estos algoritmos, especialmente ECDSA. Una vez que las computadoras cuánticas a gran escala se hagan realidad, podrían romper las claves privadas de ECDSA en poco tiempo, amenazando la seguridad de las criptomonedas.

Para hacer frente a esta amenaza potencial, el desarrollo de tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica se vuelve cada vez más urgente. La criptografía post-cuántica (PQC) es un nuevo tipo de algoritmo criptográfico capaz de resistir ataques de computación cuántica. Algunas instituciones ya han comenzado a investigar la migración de la cadena de bloques a un nivel resistente a la cuántica, para asegurar la seguridad a largo plazo de la cadena de bloques en el futuro.

Por ejemplo, una institución ha completado la construcción de capacidades de criptografía post-cuántica para todo el proceso de la cadena de bloques, desarrollando una biblioteca de criptografía que admite múltiples algoritmos de criptografía post-cuántica estándar de NIST. Al mismo tiempo, para abordar el problema de la expansión del almacenamiento de firmas post-cuánticas, se ha mejorado el rendimiento de la cadena de bloques resistente a la computación cuántica mediante la optimización del proceso de consenso y otras medidas.

Además, también ha habido avances en la migración post-cuántica de algoritmos criptográficos de funciones avanzadas. Un equipo de investigación ha desarrollado un protocolo de gestión de claves distribuidas para el algoritmo de firma post-cuántica Dilithium, que es el primer protocolo de firma umbral distribuido post-cuántico eficiente en la industria.

Con el rápido desarrollo de la tecnología de computación cuántica, cómo proteger la seguridad de la cadena de bloques y las criptomonedas en la era cuántica se ha convertido en el foco de atención tanto en el ámbito tecnológico como en el financiero. El desarrollo y la mejora de la tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica será una dirección de investigación importante en el futuro cercano.