Google Quantum AI telah mendemonstrasikan teknik yang disebut “budidaya keadaan ajaib” pada prosesor Willow, dengan melaporkan penurunan tingkat kesalahan 40 kali lipat dibandingkan keadaan yang tidak dibudidayakan serta fidelitas logis 99,99% untuk T-states. Hasil ini menyasar salah satu bagian paling mahal dari komputasi kuantum toleran-kesalahan: menghasilkan sumber daya kuantum berkualitas tinggi yang diperlukan untuk menjalankan algoritma berguna secara andal.
Eksperimen ini tidak berarti bahwa mesin yang mampu memecahkan tanda tangan mata uang kripto atau enkripsi internet modern telah hadir. Para peneliti Google mengatakan bahwa demonstrasi yang lebih besar masih diperlukan sebelum budidaya dapat digunakan dalam komputer kuantum toleran-kesalahan yang praktis. Namun, hasil Willow menambah dukungan eksperimental bagi metode penghematan sumber daya yang sebelumnya sebagian besar dinilai melalui teori dan simulasi.
Uji coba Willow menyasar hambatan utama dalam komputasi
Keadaan ajaib adalah keadaan kuantum yang dipersiapkan secara khusus untuk memungkinkan operasi di luar himpunan terbatas yang dapat dilakukan secara efisien dalam banyak sistem kuantum yang dikoreksi kesalahannya. Keadaan ini terutama terkait dengan T-gates, yaitu kelas operasi kuantum yang diperlukan untuk komputasi kuantum universal.
Menciptakan keadaan tersebut dengan tingkat kesalahan yang cukup rendah telah lama diperkirakan akan menghabiskan sebagian besar qubit fisik dan waktu operasi mesin toleran-kesalahan. Google Quantum AI mengatakan bahwa beberapa perkiraan sumber daya mengalokasikan hingga 95% kapasitas komputer kuantum untuk produksi keadaan ajaib, sehingga hanya sedikit perangkat keras yang tersisa untuk algoritma yang sebenarnya ingin dijalankan pengguna.
Budidaya keadaan ajaib bertujuan mengurangi beban tersebut melalui proses penyaringan. Alih-alih langsung menghasilkan keadaan yang sepenuhnya terlindungi dalam kode kuantum besar, metode ini dimulai dengan menyuntikkan keadaan yang lebih bising ke bagian prosesor yang lebih kecil. Pengukuran terkoordinasi kemudian memeriksa keadaan tersebut untuk menemukan kesalahan. Upaya yang gagal dibuang, sedangkan yang berhasil diubah menjadi pengodean yang lebih besar dan lebih tangguh.
Pendekatan ini menyerupai pengendalian kualitas di lini produksi: sumber daya digunakan untuk mengidentifikasi hasil yang cacat sejak awal, sebelum hasil tersebut memasuki tahap pemrosesan yang jauh lebih mahal. Imbalannya adalah sebagian upaya harus ditolak, tetapi proses yang berhasil dapat membutuhkan jauh lebih sedikit sumber daya dibandingkan metode konvensional untuk menciptakan keadaan ajaib dengan keandalan serupa.
Peneliti Google Craig Gidney, Noah Shutty, dan Cody Jones mulai mengembangkan pendekatan kultivasi pada 2024. Pekerjaan mereka mengusulkan bahwa kode kuantum kecil yang dikelola dengan cermat dapat menghasilkan keadaan yang lebih bersih sebelum diperluas menjadi kode koreksi kesalahan yang lebih besar, yang diperlukan untuk prosesor tahan kesalahan.
Google mengatakan bahwa perubahan pada perangkat keras dan rekayasa diperlukan untuk mengubah konsep tersebut menjadi demonstrasi berbasis Willow. Fidelitas logis sebesar 99,99% yang dilaporkan berarti keadaan-T yang dihasilkan cocok dengan keadaan kuantum yang dimaksud, dengan tingkat kesalahan logis terukur yang sangat rendah. Dalam komputasi kuantum tahan kesalahan, fidelitas logis lebih penting daripada kinerja setiap kubit fisik karena mesin yang berguna harus menekan kesalahan di berbagai komponen yang bekerja bersama.
Estimasi sumber daya yang lebih baik, bukan hitung mundur menuju q-day
Perkembangan ini lebih langsung memengaruhi ekonomi pembangunan komputer kuantum besar daripada risiko kriptografi jangka pendek. Jika keadaan ajaib dapat diproduksi dengan lebih sedikit kubit dan lebih sedikit putaran koreksi kesalahan, para peneliti dapat mengurangi ukuran mesin yang diperlukan untuk beban kerja tahan kesalahan tertentu.
Hal itu dapat meningkatkan perencanaan bagi tim perangkat keras kuantum, tetapi tidak membuktikan bahwa komponen-komponen yang tersisa dari komputer kuantum yang relevan secara kriptografis sudah siap. Mesin yang mampu menyerang sistem kunci publik yang digunakan secara luas perlu menggabungkan kubit logis yang andal, sirkuit terkoreksi kesalahan yang dalam, skala komputasi yang sangat besar, dan pengoperasian berkelanjutan. Eksperimen kultivasi Google menangani salah satu komponen yang menantang dalam rangkaian tersebut.
Nic Carter, salah satu pendiri Castle Island Ventures, mengaitkan proyeksi komputasi kuantum yang lebih cepat sebagian dengan kemajuan koreksi kesalahan yang dibantu AI, sembari mengatakan bahwa tidak ada ancaman yang akan segera terjadi terhadap sistem kriptografi. Alex Pruden, kepala eksekutif perusahaan keamanan kuantum Project Eleven, berpendapat bahwa hasil Google tersebut tidak serta-merta memajukan estimasi “Q-day” — titik ketika komputer kuantum dapat memecahkan kriptografi kunci publik yang saat ini digunakan — karena kultivasi sudah tercakup dalam asumsi sumber daya sebelumnya. Dalam kerangka tersebut, eksperimen ini membuat asumsi-asumsi itu lebih kredibel, alih-alih mengubah jadwal secara tiba-tiba.
Jadwalnya masih belum pasti. Google sebelumnya mengatakan bahwa mereka menargetkan untuk mengalihkan sistem internalnya ke kriptografi pascakuantum pada 2029. Beberapa prakiraan industri menempatkan kemungkinan munculnya kemampuan kuantum yang relevan secara kriptografis paling cepat pada 2028, meskipun tanggal tersebut merupakan proyeksi, bukan tonggak teknis yang telah tercapai.
Paparan mata uang kripto berpusat pada tanda tangan
Bagi jaringan mata uang kripto, masalah jangka panjang utamanya adalah tanda tangan digital. Bitcoin, Ethereum, dan banyak jaringan lainnya menggunakan kriptografi kurva eliptik untuk membuktikan bahwa suatu transaksi telah diotorisasi oleh pemegang kunci privat. Komputer kuantum toleran terhadap kesalahan yang cukup kuat secara teoritis dapat menggunakan algoritma Shor untuk memperoleh kunci privat dari kunci publik terkait dengan jauh lebih efisien dibandingkan komputer konvensional.
Risiko tersebut berbeda dari upaya brute-force untuk “menebak” kunci privat. Hash rate Bitcoin, yang sering diukur dalam eksahash atau zettahash per detik, mencerminkan pekerjaan komputasi yang digunakan untuk menambang dan mengamankan produksi blok berdasarkan aturan proof-of-work-nya. Hash rate tidak secara langsung melindungi skema tanda tangan dari serangan kuantum di masa depan yang didasarkan pada jalan pintas matematis.
Paparan praktisnya juga akan berbeda menurut jenis alamat dan riwayat transaksi. Dalam Bitcoin, kunci publik umumnya terungkap ketika dana dibelanjakan dari banyak format alamat umum. Koin yang disimpan di alamat yang kunci publiknya belum pernah terungkap mungkin menghadapi profil risiko yang berbeda sampai koin tersebut dipindahkan. Setiap rencana migrasi perlu memperhitungkan perbedaan teknis tersebut, serta kemungkinan adanya dana yang tidak aktif atau tidak dapat diakses.
Transisi tahan kuantum akan memerlukan pengembangan protokol, dukungan dompet, pengujian, koordinasi pengguna, dan metode untuk memindahkan dana ke skema tanda tangan baru. Perubahan aturan besar mungkin memerlukan soft fork, hard fork, atau bentuk kesepakatan tingkat jaringan lainnya, bergantung pada desainnya. Penyimpanan dingin melindungi kunci privat dari banyak ancaman daring konvensional, tetapi tidak dengan sendirinya mengubah tanda tangan kriptografis yang rentan menjadi tahan kuantum.
Standar menyediakan dasar migrasi
Perangkat pertahanan mulai memiliki bentuk yang lebih formal. Institut Standar dan Teknologi Nasional AS menyelesaikan standar kriptografi pascakuantum pertamanya pada 2024: FIPS 203 untuk mekanisme enkapsulasi kunci ML-KEM, FIPS 204 untuk tanda tangan digital ML-DSA, dan FIPS 205 untuk tanda tangan berbasis hash SLH-DSA.
Standar-standar tersebut menyediakan algoritma yang disetujui bagi organisasi yang mengganti sistem kunci publik yang rentan di bidang seperti komunikasi aman, autentikasi perangkat lunak, dan infrastruktur keuangan. Standar tersebut tidak secara otomatis menyelesaikan pilihan desain yang dihadapi jaringan terdesentralisasi, yang harus mempertimbangkan ukuran transaksi, biaya verifikasi, kompatibilitas, agregasi tanda tangan, dan tata kelola konsensus.
Oleh karena itu, demonstrasi Willow milik Google lebih menekankan pentingnya perencanaan migrasi jangka panjang daripada memicu kekhawatiran pasar secara langsung. Pengembangan magic state telah mengurangi beban teknis yang berarti dalam peta jalan komputasi kuantum toleran-kesalahan, sementara jarak antara hasil laboratorium dan mesin yang mampu mengancam kriptografi yang digunakan saat ini masih sangat jauh.
Khawatir dengan ancaman kuantum terhadap kripto? Perkuat strategi Anda dengan panduan kami tentang tanda tangan digital dan cara kerjanya.
Penafian: Konten di halaman ini disediakan hanya untuk tujuan informasi umum dan tidak mewakili pandangan atau nasihat keuangan dari Toobit. Kami tidak memberikan jaminan mengenai keakuratan atau kelengkapan informasi ini dan tidak bertanggung jawab atas kesalahan, kelalaian, atau dampak apa pun yang timbul dari penggunaannya. Investasi dalam aset digital melibatkan risiko; pengguna harus mengevaluasi sendiri situasi keuangan dan risiko yang terlibat. Untuk informasi lebih lanjut, silakan baca Ketentuan Layanan dan Pengungkapan Risiko.
