Thiết bị quan trọng nhất trong lĩnh vực mã hóa hiện nay vẫn chưa tồn tại. Theo một giảng viên tại Oxford, bộ nhớ lượng tử sẽ quyết định liệu Bitcoin (BTC) sẽ sụp đổ, hay bị thay thế bởi công nghệ vượt trội hơn trong tương lai.
Stefano Gogioso đã trình bày quan điểm này vào thứ Ba. Ông cho rằng, tương lai của mã hóa lượng tử giờ đây phụ thuộc vào việc chế tạo được một thiết bị phần cứng duy nhất.
“Sự phát triển của bộ nhớ lượng tử di động, có thể lưu trữ lâu dài sẽ là một trong những cột mốc quan trọng nhất của công nghệ lượng tử. Những thiết bị này sẽ tạo ra một thế hệ ứng dụng hoàn toàn mới, như tiền lượng tử – phiên bản tối thượng của kho lưu trữ giá trị kỹ thuật số.”
Gogioso, giảng viên về điện toán lượng tử tại Đại học Oxford kiêm đồng sáng lập công ty bảo mật lượng tử Spooqy, đã chia sẻ với BeInCrypto.
Điểm nghẽn khiến tiền lượng tử chưa thể trở thành hiện thực
Một báo cáo trước đó từ Hội đồng Chuyên gia BeInCrypto kết thúc với một vấn đề chưa lời giải. Tiền lượng tử không thể bị làm giả, vì trạng thái lượng tử không thể bị sao chép.
Tuy nhiên, chưa ai có thể lưu giữ những trạng thái này đủ lâu. Ngay cả trong phòng thí nghiệm tốt nhất, các trạng thái chỉ tồn tại trong vài giây, đó là lý do tại sao ý tưởng về tiền lượng tử vẫn chỉ nằm trên lý thuyết.
Bài chia sẻ của Gogioso chỉ rõ những yêu cầu thực tế cho một thiết bị sử dụng được: Tính ổn định phải kéo dài ít nhất vài tháng, tốt nhất là mãi mãi; có thể di chuyển được, trước tiên là trong thùng hàng, về sau là vừa túi quần; dung lượng lưu trữ phải đạt đến hàng tỷ trạng thái riêng biệt.
Ông cũng loại trừ ý tưởng quen thuộc về bộ nhớ RAM lượng tử, vì thiết kế của ông không cần truy cập ngẫu nhiên hay chỉnh sửa dữ liệu trực tiếp. Các trạng thái được lấy ra lần lượt và tiêu dùng một lần duy nhất.
Khoảng cách từ đơn vị vài giây lên đến vài tháng chính là vấn đề nan giải nhất hiện nay.
Tại sao Gogioso tin rằng bộ nhớ lượng tử sẽ không thể tránh khỏi
Ông đưa ra lý do qua hai bước, và bước đầu tiên là khẳng định chắc chắn.
Một máy tính lượng tử có khả năng chịu lỗi cần phải duy trì trạng thái lượng tử mong manh ở quy mô lớn, chống lại mọi nhiễu loạn, trong suốt thời gian xử lý phép tính. Đó chính là ý nghĩa của “chịu lỗi”.
Nếu loại bỏ chức năng tính toán, Gogioso cho rằng thứ còn lại chính là thiết bị bộ nhớ lượng tử. Vì vậy, phủ nhận bộ nhớ lượng tử cũng đồng nghĩa với phủ nhận máy tính lượng tử chịu lỗi.
Nhận định lại như vậy rất quan trọng về mặt thương mại. Hàng tỷ USD đang được đầu tư vào các máy chịu lỗi, và bộ nhớ lượng tử là bước không thể thiếu trong lộ trình này.
Bước thứ hai của ông đề cập đến khả năng di chuyển. Các máy hoạt động ở nhiệt độ siêu lạnh chỉ có thể giữ trạng thái lượng tử trong tủ đông lạnh nhiều năm nữa.
Các thiết kế dựa trên nguyên tử lại khác. Chúng lưu trữ thông tin vào các thuộc tính vốn đã được thiên nhiên cô lập sẵn, nên bài toán chuyển sang hướng kỹ thuật hơn là vật lý học.
Gogioso cũng đề cập rằng bộ nhớ không cần phải tồn tại hàng thập kỷ. Một thiết bị dạng hộp sử dụng một lần, được nạp sẵn tại nhà máy và dùng dần từng trạng thái, đã đáp ứng đủ mọi ứng dụng ông nhắc tới.
Cùng một thiết bị có thể phá vỡ Bitcoin, đồng thời xây dựng giải pháp thay thế
Nếu tiếp tục lập luận này sang lĩnh vực crypto, bạn sẽ nhận ra một sự cân bằng khá bất ngờ.
Vào tháng 03/2024, Google Quantum AI đã phối hợp cùng Ethereum Foundation và Stanford nghiên cứu chi phí tấn công Bitcoin. Họ kết luận cần ít hơn 500,000 qubit vật lý.
Một máy như vậy chỉ hoạt động khi nó chịu lỗi tốt. Mà chính “chịu lỗi”, theo định nghĩa của Gogioso, chính là bộ nhớ lượng tử.
Kết luận này khiến cả hai phía đều phải lo lắng: phần cứng có thể khiến chữ ký số của Bitcoin bị lộ cũng chính là thứ thúc đẩy sự phát triển của tiền lượng tử.
Mỗi USD đầu tư cho công nghệ chịu lỗi cũng đồng thời tài trợ cho cả hai hướng phát triển. Không hề tồn tại kịch bản nào mà máy tính lượng tử phá vỡ Bitcoin nhưng công nghệ thay thế lại bất khả thi.
Gogioso cùng Daniela Herrmann, CEO của công ty lượng tử Dynex, đã phân tích chủ đề này rộng hơn trong buổi tọa đàm phía trên.
Tại sao việc bị đánh cắp bộ nhớ lượng tử không còn là vấn đề lớn
Mô hình an ninh phía sau công nghệ này lật ngược giả định truyền thống xưa nay.
Với khoá mật mã truyền thống, chỉ cần ai sao chép được trên đường vận chuyển là có thể chiếm quyền sở hữu hoàn toàn mà không để lại dấu vết nào.
Trong khi đó, cặp trạng thái vướng víu lượng tử lại không chứa thông tin gì khi còn nằm trong kho. Sự ngẫu nhiên dùng làm khoá chỉ xuất hiện ngay lúc đo lường.
Do vậy, nếu ai đó đánh cắp lô hàng, nhà cung cấp chỉ mất vật tư chứ không lộ bí mật. Gogioso cho biết kịch bản xấu nhất là nhà cung cấp không uy tín chỉ giao cho bạn… một bình khí vô dụng.
Hệ quả thứ hai còn lạ hơn: nguồn tài nguyên này sẽ “cháy”. Một khoá bảo mật dùng hết các cặp trạng thái vướng víu, còn tờ tiền cũng bị “tiêu hao” mỗi lần cần xác thực.
Gogioso gọi cơ chế này là kiểu “mã hóa bằng cách đốt cháy”. Tiền được tạo ra theo cách này sẽ giống như có một đồng hồ đo “nhiên liệu”.
Q-Day đã có lịch, tiền lượng tử thì chưa có
Hai khía cạnh của câu chuyện này lại có tốc độ phát triển hoàn toàn khác biệt.
Phía tấn công luôn kèm theo mốc thời gian cụ thể. IBM dự kiến điện toán lượng tử sẽ giúp họ tăng doanh thu vào khoảng 2028 hoặc 2029. Hồng Kông cũng ra hạn chót cho các ngân hàng về chuẩn bị lượng tử vào năm 2030.
Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) dự kiến sẽ loại bỏ hoàn toàn chữ ký đường cong elliptic hiện tại vào năm 2030, và cấm hoàn toàn từ 2035.
Ở chiều ngược lại, lộ trình thay thế vẫn chưa có bất cứ lịch trình nào. Gogioso cũng không đưa ra mốc cụ thể. Bài đăng của ông chỉ nêu lý do việc có bộ nhớ lượng tử là tất yếu, chứ không nói đến thời điểm xuất hiện sản phẩm thương mại.
Anh ấy tỏ ra khá lạc quan về tương lai khi thảo luận tại hội thảo, gợi ý rằng trong vòng 5 đến 7 năm tới sẽ xuất hiện những ứng dụng không thể thực hiện được hiện nay nhờ vào công nghệ lượng tử. Tuy nhiên, ước tính này nói chung về tài nguyên lượng tử, chứ không phải về một bộ nhớ đủ nhỏ để cất trong ví cá nhân.
Herrmann cũng nhấn mạnh ranh giới này trong buổi thảo luận.
“Tiền lượng tử là viễn cảnh mà chúng ta hướng tới trong tương lai khi công nghệ này phát triển đầy đủ. Hiện tại, tiền lượng tử vẫn chưa thực sự xuất hiện. Nhưng ngay khi chip lượng tử phát triển, chúng ta cần thực sự nghiêm túc và có trách nhiệm trong cách sử dụng công nghệ này.”
Những câu hỏi còn bỏ ngỏ
Vẫn còn hai câu hỏi chưa có lời giải đáp.
Vẫn cần ai đó để nạp dữ liệu vào bộ nhớ. Điều này đồng nghĩa vẫn phải có một bên phát hành, dù hệ thống được quảng cáo là không cần đơn vị lưu ký hay bên thứ ba trung gian.
Một loại tài sản cầm tay mà không có sổ cái giao dịch thì cũng không thể phục hồi nếu bị mất. Nếu ai đó để mất, bị đánh cắp hoặc bỏ quên tờ tiền này, thì giá trị của nó cũng sẽ biến mất theo.
Dù vậy, ngành công nghiệp vẫn đang phát triển công nghệ này. Tuy nhiên, vẫn chưa quyết định rõ ràng sẽ ưu tiên mô hình nào trong hai hướng tiếp cận trên.
