A nova quebra em Computação Quântica e seu impacto na Blockchain

O Google lançou recentemente o novo chip de Computação Quântica de última geração, Willow, que é um grande avanço após o lançamento do chip Sycamore em 2019, que alcançou a "supremacia quântica". O chip Willow possui 105 qubits e alcançou o melhor desempenho em sua categoria em dois testes de referência: correção quântica e amostragem de circuitos aleatórios.

No teste de amostragem de circuitos aleatórios, o chip Willow completou em apenas 5 minutos uma tarefa de cálculo que o supercomputador mais rápido do mundo levaria 10^25 anos a concluir. Este feito despertou grande atenção na comunidade tecnológica. O chip Willow consegue reduzir a taxa de erro de forma exponencial, tornando-a inferior a um determinado limiar crítico, o que pavimenta o caminho para a realização de computadores quânticos práticos em larga escala.

Este avanço tecnológico teve um impacto profundo em vários setores, especialmente no Blockchain e no mercado de criptomoedas. Embora os 105 qubits do chip Willow ainda sejam insuficientes para quebrar os algoritmos de criptografia utilizados por criptomoedas como o Bitcoin, isso sinaliza que o desenvolvimento de computadores quânticos está a acelerar.

As criptomoedas como o Bitcoin utilizam amplamente o algoritmo de assinatura digital de curva elíptica ( ECDSA ) e a função hash SHA-256 para garantir a segurança das transações. Teoricamente, algoritmos quânticos podem quebrar esses algoritmos, especialmente o ECDSA. Uma vez que computadores quânticos em grande escala se tornem uma realidade, eles podem, em um curto período, quebrar chaves privadas ECDSA, ameaçando a segurança das criptomoedas.

Para enfrentar essa ameaça potencial, o desenvolvimento de tecnologias de blockchain resistentes a computação quântica tornou-se cada vez mais urgente. A criptografia pós-quântica (PQC) é uma nova classe de algoritmos de criptografia que pode resistir a ataques de computação quântica. Algumas instituições já começaram a investigar a migração do blockchain para níveis resistentes a quântica, a fim de garantir a segurança a longo prazo do blockchain no futuro.

Por exemplo, uma instituição concluiu a construção de capacidades de criptografia pós-quântica em todo o processo do Blockchain, desenvolvendo uma biblioteca de criptografia que suporta vários algoritmos de criptografia pós-quântica padrão NIST. Ao mesmo tempo, para abordar o problema da expansão do armazenamento de assinaturas pós-quânticas, melhorou o desempenho do Blockchain resistente a quântica através da otimização do processo de consenso.

Além disso, houve progressos na migração pós-quântica de algoritmos de criptografia de funcionalidades avançadas. Uma equipe de pesquisa desenvolveu um protocolo de gestão de chaves distribuídas para o algoritmo de assinatura pós-quântica Dilithium, que é o primeiro protocolo de assinatura por limiares distribuídos pós-quânticos eficiente do setor.

Com o rápido desenvolvimento da Computação Quântica, a forma de proteger a segurança do Blockchain e das criptomoedas na era quântica tornou-se um foco de atenção tanto na comunidade científica quanto no setor financeiro. O desenvolvimento e a melhoria da tecnologia de Blockchain resistente à Computação Quântica serão uma importante direção de pesquisa no futuro próximo.