Nuevos avances en computación cuántica: el potencial impacto del chip Willow de Google en la seguridad de la cadena de bloques
Google ha lanzado recientemente un nuevo chip de computación cuántica llamado Willow, que representa otro gran avance desde que la compañía logró por primera vez la "supremacía cuántica" en 2019. 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.
Lo que es especialmente notable es que, en la prueba de muestreo de circuitos aleatorios, el chip Willow completó una tarea de cálculo increíblemente larga en solo 5 minutos. Esta tarea requeriría 10^25 años incluso para la supercomputadora más rápida de hoy, mucho más allá de la edad del universo conocido.
Una de las principales ventajas del chip Willow es su capacidad para reducir significativamente la tasa de error. A medida que aumenta el número de qubits, el proceso de cálculo tiende a ser más propenso a errores. Sin embargo, Willow ha logrado reducir la tasa de error por debajo de un umbral crítico, lo que se considera un requisito importante para lograr una computación cuántica práctica.
Hartmut Neven, líder del equipo de Google Quantum AI, señaló que Willow es el primer sistema con una tasa de error por debajo del umbral, que representa el prototipo de qubit lógico cuántico escalable más convincente hasta la fecha. Este logro indica que la realización de computadoras cuánticas de utilidad a gran escala es factible.
Potenciales impactos en la Cadena de bloques y las criptomonedas
El avance de Google no solo impulsa el desarrollo de la Computación cuántica, sino que también tiene un profundo impacto en múltiples industrias, especialmente en el ámbito de la Cadena de bloques y las criptomonedas. Actualmente, el algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA) y la función hash SHA-256 se utilizan ampliamente en las transacciones de criptomonedas como Bitcoin. ECDSA se utiliza para firmar y verificar transacciones, mientras que SHA-256 asegura la integridad de los datos.
La investigación muestra que los algoritmos cuánticos podrían representar una amenaza para estos métodos de cifrado. Aunque romper SHA-256 requiere cientos de millones de qubits, romper ECDSA solo necesita millones de qubits. Esto significa que, una vez que las computadoras cuánticas alcancen una escala suficiente, podrían amenazar la seguridad de criptomonedas como Bitcoin.
Las dos clases de direcciones de billetera utilizadas en las transacciones de Bitcoin pueden enfrentar riesgos. La primera clase utiliza directamente la clave pública ECDSA del receptor, y la segunda clase utiliza el valor hash de la clave pública, pero expone la clave pública durante la transacción. Una vez que un atacante obtiene la clave pública ECDSA, teóricamente puede utilizar algoritmos cuánticos para derivar la clave privada, lo que le permitiría controlar el Bitcoin correspondiente.
Aunque los 105 qubits del chip Willow aún son insuficientes para romper el algoritmo de encriptación de Bitcoin, presagian la dirección del desarrollo de computadoras cuánticas prácticas a gran escala. Esto plantea nuevos desafíos para el sistema de seguridad de las criptomonedas, haciendo que el desarrollo de tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica sea una urgencia.
Tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica
Para hacer frente a la amenaza potencial que representa la computación cuántica, la tecnología de criptografía post-cuántica (PQC) ha surgido. Este nuevo tipo de algoritmo criptográfico está diseñado para resistir ataques de computación cuántica, manteniendo la seguridad incluso cuando llegue la era cuántica.
Actualmente, algunas instituciones han logrado avances en la tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica. Por ejemplo, un equipo de investigación ha completado la construcción de capacidades criptográficas post-cuánticas para todo el proceso de la cadena de bloques y ha modificado una biblioteca criptográfica basada en OpenSSL para soportar múltiples algoritmos de criptografía post-cuántica según los estándares NIST. Estos esfuerzos tienen como objetivo proporcionar soporte técnico de actualización resistente a la computación cuántica para la cadena de bloques y otros campos que requieren alta seguridad.
Además, los investigadores también han logrado avances en la migración post-cuántica de algoritmos criptográficos de alta funcionalidad. Por ejemplo, el protocolo de gestión de claves distribuidas desarrollado para el algoritmo de firma post-cuántica Dilithium de NIST es el primer protocolo de firma de umbral distribuido post-cuántico eficiente en la industria. Esta tecnología supera algunas de las limitaciones de las soluciones de gestión post-cuántica existentes, al mismo tiempo que presenta mejoras significativas en rendimiento.
En general, con el rápido desarrollo de la Computación cuántica, la Cadena de bloques y la industria de las criptomonedas necesitan responder activamente a los desafíos de seguridad potenciales. El desarrollo e implementación de tecnologías resistentes a la cuántica se convertirá en la clave para garantizar la seguridad y confiabilidad a largo plazo de estos sistemas. Aunque los actuales ordenadores cuánticos aún no pueden amenazar directamente los sistemas criptográficos existentes, las tendencias de desarrollo futuro indican que es crucial prepararse con anticipación.
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El chip cuántico Willow de Google establece un nuevo récord, la seguridad de la cadena de bloques enfrenta nuevos desafíos.
Nuevos avances en computación cuántica: el potencial impacto del chip Willow de Google en la seguridad de la cadena de bloques
Google ha lanzado recientemente un nuevo chip de computación cuántica llamado Willow, que representa otro gran avance desde que la compañía logró por primera vez la "supremacía cuántica" en 2019. 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.
Lo que es especialmente notable es que, en la prueba de muestreo de circuitos aleatorios, el chip Willow completó una tarea de cálculo increíblemente larga en solo 5 minutos. Esta tarea requeriría 10^25 años incluso para la supercomputadora más rápida de hoy, mucho más allá de la edad del universo conocido.
Una de las principales ventajas del chip Willow es su capacidad para reducir significativamente la tasa de error. A medida que aumenta el número de qubits, el proceso de cálculo tiende a ser más propenso a errores. Sin embargo, Willow ha logrado reducir la tasa de error por debajo de un umbral crítico, lo que se considera un requisito importante para lograr una computación cuántica práctica.
Hartmut Neven, líder del equipo de Google Quantum AI, señaló que Willow es el primer sistema con una tasa de error por debajo del umbral, que representa el prototipo de qubit lógico cuántico escalable más convincente hasta la fecha. Este logro indica que la realización de computadoras cuánticas de utilidad a gran escala es factible.
Potenciales impactos en la Cadena de bloques y las criptomonedas
El avance de Google no solo impulsa el desarrollo de la Computación cuántica, sino que también tiene un profundo impacto en múltiples industrias, especialmente en el ámbito de la Cadena de bloques y las criptomonedas. Actualmente, el algoritmo de firma digital de curva elíptica (ECDSA) y la función hash SHA-256 se utilizan ampliamente en las transacciones de criptomonedas como Bitcoin. ECDSA se utiliza para firmar y verificar transacciones, mientras que SHA-256 asegura la integridad de los datos.
La investigación muestra que los algoritmos cuánticos podrían representar una amenaza para estos métodos de cifrado. Aunque romper SHA-256 requiere cientos de millones de qubits, romper ECDSA solo necesita millones de qubits. Esto significa que, una vez que las computadoras cuánticas alcancen una escala suficiente, podrían amenazar la seguridad de criptomonedas como Bitcoin.
Las dos clases de direcciones de billetera utilizadas en las transacciones de Bitcoin pueden enfrentar riesgos. La primera clase utiliza directamente la clave pública ECDSA del receptor, y la segunda clase utiliza el valor hash de la clave pública, pero expone la clave pública durante la transacción. Una vez que un atacante obtiene la clave pública ECDSA, teóricamente puede utilizar algoritmos cuánticos para derivar la clave privada, lo que le permitiría controlar el Bitcoin correspondiente.
Aunque los 105 qubits del chip Willow aún son insuficientes para romper el algoritmo de encriptación de Bitcoin, presagian la dirección del desarrollo de computadoras cuánticas prácticas a gran escala. Esto plantea nuevos desafíos para el sistema de seguridad de las criptomonedas, haciendo que el desarrollo de tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica sea una urgencia.
Tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica
Para hacer frente a la amenaza potencial que representa la computación cuántica, la tecnología de criptografía post-cuántica (PQC) ha surgido. Este nuevo tipo de algoritmo criptográfico está diseñado para resistir ataques de computación cuántica, manteniendo la seguridad incluso cuando llegue la era cuántica.
Actualmente, algunas instituciones han logrado avances en la tecnología de cadena de bloques resistente a la computación cuántica. Por ejemplo, un equipo de investigación ha completado la construcción de capacidades criptográficas post-cuánticas para todo el proceso de la cadena de bloques y ha modificado una biblioteca criptográfica basada en OpenSSL para soportar múltiples algoritmos de criptografía post-cuántica según los estándares NIST. Estos esfuerzos tienen como objetivo proporcionar soporte técnico de actualización resistente a la computación cuántica para la cadena de bloques y otros campos que requieren alta seguridad.
Además, los investigadores también han logrado avances en la migración post-cuántica de algoritmos criptográficos de alta funcionalidad. Por ejemplo, el protocolo de gestión de claves distribuidas desarrollado para el algoritmo de firma post-cuántica Dilithium de NIST es el primer protocolo de firma de umbral distribuido post-cuántico eficiente en la industria. Esta tecnología supera algunas de las limitaciones de las soluciones de gestión post-cuántica existentes, al mismo tiempo que presenta mejoras significativas en rendimiento.
En general, con el rápido desarrollo de la Computación cuántica, la Cadena de bloques y la industria de las criptomonedas necesitan responder activamente a los desafíos de seguridad potenciales. El desarrollo e implementación de tecnologías resistentes a la cuántica se convertirá en la clave para garantizar la seguridad y confiabilidad a largo plazo de estos sistemas. Aunque los actuales ordenadores cuánticos aún no pueden amenazar directamente los sistemas criptográficos existentes, las tendencias de desarrollo futuro indican que es crucial prepararse con anticipación.