たった1 万個の量子ビットだけで、690 万個のスリープ中のビットコインが「アンボックス」カウントダウンを迎えています

根据 1M AI News 的监测，Google 量子 AI 白皮书发布的同一天，中性原子量子计算初创公司 Oratomic 在 arXiv 上发表了一篇论文。该论文称，只需约 1 万个可重构原子量子比特，就能在密码学相关规模上运行 Shor 算法。这篇论文直接使用了谷歌优化后的低深度 Shor 电路作为输入，进一步优化了量子计算栈的另一层：谷歌压缩的是算法所需的逻辑量子比特数（从数千个减少到约 1200 个），Oratomic 压缩的是每个逻辑量子比特所需的物理量子比特数。这两层优化相互叠加，使得破解加密所需的硬件规模达到了前所未有的低点。

Oratomic 的关键手段是使用高编码率的 qLDPC 码来取代传统的表面码。目前表面码是主流的量子纠错方案，Google 的超导系统就采用了它，但其编码效率较低，每个逻辑量子比特需要约 400 个物理量子比特，总计约为 50 万个。而 qLDPC 码的编码率约为 30%，它能够用更少的物理量子比特来保护相同数量的逻辑量子比特，将总需求从百万数量级压缩了约两个数量级。

该论文提出了多组架构方案（假设稳定子测量周期为 1 毫秒）：

1. 约 1 万个物理量子比特可运行 Shor 算法，破解 256 位椭圆曲线加密（比特币和以太坊使用的加密方式），运行时间取决于并行度
2. 在约 26,000 个物理量子比特的配置下，破解椭圆曲线加密的运行时间约为 10 天
3. 通过约 102,000 个物理量子比特的配置，破解 RSA-2048 的运行时间约为 97 天

然而，速度上存在一定的代价：中性原子的时钟频率远低于超导系统，因此破解一次加密需时数天而不是数分钟。但这并不意味着威胁规模更小。Google 的超导系统（50 万量子比特，9 分钟）适合劫持正在广播的实时交易；而 Oratomic 的中性原子系统（1-2.6 万量子比特，数天）则适合攻击已经暴露公钥的休眠钱包，而这类攻击并不需要赶时间。根据 Google 的白皮书估计，约有 690 万枚比特币属于这一类。

硬件方面的差距正在缩小。论文指出，中性原子实验已经演示出了超过 6,100 个量子比特的物理捕获阵列，不过这些阵列尚未实现量子计算；而具备容错计算能力的中性原子系统目前约为 500 个量子比特。从 500 个量子比特到论文所需的 1 万个量子比特的差距约为 20 倍，远小于 Google 超导技术路线的约 5000 倍（目前约 100 个 vs 所需 50 万个）。该论文的作者来自 Oratomic，并且与加州理工学院合作，团队成员包括量子计算领域的权威 John Preskill 和 Manuel Endres，通讯作者是 Dolev Bluvstein。论文结尾指出，未来硬件的提速和纠错改进有望将运行时间再次缩短一个数量级以上，甚至可能降至几小时甚至几分钟。