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BTC 谷歌 Willow 处理器实现量子计算错误率降低40倍，引发对比特币安全性的新担忧
2026年10月15日，谷歌在《科学》杂志发表研究后宣布了一项重大突破：其研发的 Willow 量子处理器通过“魔法态培育”技术，将量子计算错误率降低了约40倍。这一进展标志着量子计算领域的重要里程碑，研究人员认为，这项技术最终可能挑战保护比特币的加密体系。
技术突破：99.99%的逻辑保真度
谷歌的研究人员在其真实计算硬件上测试了纯化后的量子状态，实现了99.99%的逻辑保真度（即准确性）。这一成就解决了长期限制可靠量子计算机构建的技术难题。尽管谷歌的实验并未破解比特币的加密算法，但其发现表明，未来的机器可能利用此类技术执行攻击现有密码系统所需的复杂计算。
实验采用了一种称为“魔法态培育”的技术。所谓的“魔法态”是执行某些高级计算所需的关键资源，普通量子纠错方法无法单独完成这些操作。创建这些状态的难度极大，据估算，生产足够可靠的魔法态可能会消耗量子计算机高达95%的算力容量。
新方法从含有错误的量子态开始，对其进行反复检查。测试失败的尝试被丢弃，成功的则保留下来，从而显著降低错误率。使用 Willow 处理器，谷歌证明该培育过程使错误率比未使用方法时降低了约40倍。研究人员报告称，由此产生的 T-态（用于重要量子计算操作）达到了创纪录的99.99%逻辑保真度。
研究科学家 Emma Rosenfeld 和 Craig Gidney 表示，这是首次在真实量子硬件上高效生产这些资源的实验性演示。该团队基于2024年由 Gidney、Noah Shutty 和 Cody Jones 进行的理论工作开发了该方法。将提案转化为实际实验需要对硬件控制技术和误差测量技术进行多项调整。
在测试过程中，研究人员发现电漂移和温度变化干扰了测量结果。为此，他们引入了新的控制措施，并开发了一种基准测试方法，使培育过程能够验证自身的准确性。随后，谷歌展示了纯化状态可以在两种量子纠错方法——颜色码和表面码之间传输，成功将一个距离为3的颜色码状态转移到了距离为5的表面码中。
公司警告称，该技术仍需在更大规模上进行测试，才能支持实用的量子计算机。
对比特币安全的影响
比特币使用公钥密码学来授权交易并证明资金由 rightful owners 花费。私钥保持秘密，而公钥可用于验证数字签名。理论上，运行 Shor 算法的强大量子计算机可以从暴露的公钥中计算出私钥。这种攻击将威胁受现有椭圆曲线签名系统保护的资金。
早在2026年3月，谷歌研究人员就估计，未来机器可能在指定硬件假设下，使用少于50万个物理量子比特即可破解比特币使用的256位椭圆曲线密码学。这一估计比早期的资源计算减少了约20倍。谷歌研究人员开发了优化的量子电路，旨在执行从公钥恢复私钥所需的数学运算。
然而，这项工作仍需数百万次量子操作和可靠的纠错能力。魔法态是支持部分操作所必需的，这使得谷歌的最新实验与其早期研究中确定的技术要求密切相关。
Willow 处理器包含105个物理量子比特，远低于谷歌比特币安全研究中描述的资源需求。其最新成就涉及准备和验证量子状态，而非提取加密货币私钥。正如谷歌此前加速的量子安全时间表所示，该公司一直敦促各组织在具备能力的机器问世之前，为后量子密码学做好准备。
谷歌尚未公布其培育方法何时能在实际密码攻击所需的规模上运作。公司承认，将实验扩展到更大系统仍存在技术挑战。
Glassnode 指出604万枚BTC存在公钥暴露风险
对比特币的潜在威胁部分取决于攻击者目标是否拥有公开可见的密码密钥。区块链分析公司 Glassnode 在5月的估计显示，约有604万枚BTC（相当于当时已开采总量的30.2%）在未花费的交易输出中处于公钥暴露状态。
研究将暴露的持有量分为两类：约192万枚BTC被归类为结构性暴露，因为其地址格式在设计上揭示了公钥；另有412万枚BTC被视为操作性暴露，源于地址重用和部分支出等做法。在某些交易结构中，花费比特币会揭示之前隐藏在密码哈希背后的公钥。
这些数据衡量的是 Glassnode 方法论下的暴露情况，而非当前可被量子计算机盗取的硬币。它们并不确立所有604万枚BTC在相同条件下都可被攻击者访问。
另一项挑战涉及那些所有者可能不再拥有移动资金所需私钥的硬币。研究人员估计，由于所有者丢失访问权限、放弃账户或多年未动 holdings，可能有数百万枚BTC被困在旧钱包中。Quantus 今年6月的一项研究估计，约有230万枚BTC可能难以或无法通过常规钱包程序迁移。
这些数据仍是估算值。公共区块链数据无法确定不活跃钱包的所有者是丢失了访问权限还是仅仅选择不花费这些硬币。
Coinbase 提出抵御量子攻击的保护步骤
随着研究人员不断改进量子硬件，加密货币公司正在审视比特币如何过渡到能够抵抗量子攻击的签名系统。10月13日，Coinbase 发布了关于比特币长期安全的建议，包括处理暴露的硬币、新钱包格式以及替换现有密码签名的实际挑战。
交易所认为，保护比特币不仅仅是选择一种抗量子算法。成功的过渡需要考虑交易费用、有限的区块空间、钱包兼容性、托管系统以及独立节点验证交易的能力。
Coinbase 描述了针对在未来安全升级前无法移动的硬币的几种可能方法。选项包括限制从易受攻击的地址支出，以及允许合法所有者收回受影响资产的恢复机制。交易所并未将这些可能性作为公认的比特币政策提出。涉及休眠硬币和潜在限制的决策需要在比特币去中心化开发社区中进行讨论和接受。
对于活跃钱包，Coinbase 支持让用户通过分阶段过渡采用抗量子选项。该提案将为开发者和托管人提供时间在新签名系统变得脆弱之前测试新系统。
一些比特币开发者已通过比特币改进提案（BIP）提出了变更，包括引入旨在减少特定情况下公钥暴露的新输出类型的 BIP-360。研究人员警告称，迁移大量比特币交易可能需要数年，具体取决于所选签名系统、网络容量和转移资金的用户数量。
另一项6月的研究预测，根据假设，2026年开始的迁移可能在2029年至2031年间完成。该计算仍有条件性，且比特币尚未批准切换到后量子签名的全网截止日期。
谷歌的最新研究为量子硬件发展提供了新的实验成果，而 Coinbase 的10月建议仍在比特币开发者、研究人员、托管人及其他网络参与者中开放讨论。
