Các nhà nghiên cứu từng cho rằng máy tính lượng tử sẽ chưa thể đe dọa đến hệ thống bảo mật của Bitcoin trong tương lai gần. Tuy nhiên, IBM vừa công bố một dự án có thể rút ngắn đáng kể mốc thời gian đó: chiếc máy tính lượng tử chịu lỗi đầu tiên trên thế giới, dự kiến ra mắt vào năm 2029.

Mặc dù máy tính lượng tử có khả năng xử lý đồng thời theo nhiều hướng khác nhau, các hệ thống hiện tại vẫn gặp tỷ lệ lỗi cao. Nếu không có cơ chế chịu lỗi – tức khả năng phát hiện và khắc phục lỗi trong thời gian thực – máy tính lượng tử sẽ không thể thực thi các thuật toán phức tạp đủ sức phá vỡ các blockchain.

IBM đặt tên hệ thống mới là Quantum Starling, thiết kế để thực hiện 100 triệu thao tác lượng tử nhờ vào 200 qubit đã được sửa lỗi. Thiết bị này sẽ được lắp đặt tại trung tâm dữ liệu lượng tử của IBM ở Poughkeepsie, New York, và là một phần trong lộ trình dài hạn phát triển máy tính lượng tử đến năm 2033.

Đột phá với cơ chế sửa lỗi lượng tử

IBM lựa chọn chiến lược sửa lỗi để đảm bảo tính chịu lỗi – một điều đặc biệt quan trọng với các hệ thống lượng tử vốn cực kỳ nhạy cảm với nhiễu và các tác động từ môi trường. Công ty cho biết họ đang áp dụng mã Bivariate Bicycle, một dạng mã lượng tử mật độ thấp (LDPC), giúp giảm đến 90% số lượng qubit vật lý cần thiết so với các phương pháp cũ.

Ngoài ra, Starling sẽ được tích hợp bộ giải mã sửa lỗi thời gian thực, có thể chạy trên FPGA (mạch tích hợp khả trình) hoặc ASIC (vi mạch chuyên dụng), cho phép xử lý lỗi ngay lập tức trước khi chúng lan rộng.

Bà Di Felice cũng cho biết bộ xử lý mới có thể đơn giản hóa đáng kể các phép tính phức tạp trong nghiên cứu phân tử và vật liệu – mở ra đột phá trong các lĩnh vực như chống gỉ sét, cải tiến phản ứng hóa học, và phát triển dược phẩm mới.

Lộ trình phát triển Starling của IBM

2025

2026

2027

2028–2029

Tác động đến Bitcoin và hệ mật mã hiện tại

Gần đây, đồng sáng lập Strategy – Michael Saylor – đã cho rằng mối đe dọa từ máy tính lượng tử với Bitcoin bị phóng đại, và rằng “chúng sẽ phá hệ thống ngân hàng, tài khoản Google, Microsoft của bạn trước, vì những hệ thống đó yếu hơn nhiều.”

Tuy nhiên, các chuyên gia như Giáo sư David Bader (Viện Công nghệ New Jersey) lại xem cơ chế chịu lỗi là “chìa khóa” để biến máy tính lượng tử thành công cụ thực tế – và là mối đe dọa thật sự với các hệ thống mật mã hiện tại.

Ông cũng thừa nhận rằng nếu một máy tính lượng tử đủ mạnh để chạy thuật toán Shor được chế tạo thành công, nó có thể phá vỡ các thuật toán mật mã hiện đang bảo vệ tiền điện tử như Bitcoin. Do đó, ông kêu gọi cộng đồng phát triển blockchain nhanh chóng chuyển sang các thuật toán mã hóa kháng lượng tử.