Google近日公布其量子處理器Willow的驚人突破：首次在實驗上達成「可驗證」的量子優勢，其運算速度在特定任務上比當今最強的超級電腦快上13,000倍，象徵量子運算正式邁向實用化。量子革命一旦成功，雖有助加快全球科技研發，但卻會引發一場潛在的金融危機——黑客可能利用量子電腦破解比特幣的保安機制，以竊取加密錢包資產或偽造交易，讓「比特幣末日論」再度浮上檯面。

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量子時代來臨！Google Willow突破量子運算瓶頸，效能輾壓超級電腦，如何改變未來科技格局？

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史上首次硬件上可驗證量子優勢

　　2025年10月22日，Google在科學期刊《自然》（Nature）上發表Willow的最新里程碑：研究團隊利用Willow運行全新的「量子回聲」（Quantum Echoes）演算法，順利完成「亂序時間相關器」（Out-of-Time-Order Correlators）任務。若將此任務交給當今最強的超級電腦Frontier，需時約3.2年，但Willow卻只花了2小時，運算速度快上13,000倍。

　　這是有史以來首次在硬件上達成、又可驗證的量子優勢。所謂「可驗證」，意指結果能在另一部量子電腦或同等級系統上重複執行，兼且得到相同答案。今次研究成果象徵著量子運算已可以走出實驗室，邁向實用階段，譬如應用於藥物開發、電池材料探索、以及量子硬件研究。

　　不過，研究團隊坦承，要真正實現具備廣泛應用價值的「容錯量子電腦」（Fault-tolerant Quantum Computers）仍然有頗長的距離。這類具備強大運算能力的量子電腦，必須能操作數十萬、甚至數十億個量子位元（Ｑubit）。Google工程副總裁哈特穆特·內文（Hartmut Neven）指出，儘管這次在演算法方面取得突破，但若要真正進入實際應用階段，可能還需約5年時間。

Willow是Google第三代量子處理器。相比起第二代Sycamore，它擁有更多的量子位元（約105個），而且在量子錯誤修正與系統穩定性上有大幅改善。（圖片來源：Google官網）

量子電腦可從公鑰逆向破解私鑰

　　Google這項研究成果發表後，引起加密貨幣業者的廣泛關注。加密貨幣初創Coin Metrics聯合創辦人尼克·卡特（Nic Carter）認為，量子運算是比特幣（Bitcoin）核心密碼學所面臨的「最大長期風險」。

　　比特幣的安全基礎建立於「公鑰／私鑰」機制，而其核心技術則是「橢圓曲線數碼簽署演算法」（Elliptic Curve Digital Signature Algorithm，ECDSA）。在這種加密機制中，每個加密貨幣錢包會隨機生成一組「私鑰」，這是一串機密數字；接著，透過橢圓曲線運算，以私鑰乘以一個固定的「基點」（Generator Point）得出對應的「公鑰」。

　　當賣方欲進行交易時，會用私鑰對該交易資訊簽名，以證明交易確由該私鑰持有人發起；買方可利用公鑰驗證這個數碼簽名是否正確，從而確認交易正確且未被篡改。簡而言之，私鑰用於「簽名」，而公鑰則用於「驗證」。

　　如果只有公鑰而沒有私鑰，要從公鑰逆向破解私鑰，以目前電腦的運算力被認為是不可行的，但理論上量子電腦卻可以輕鬆辦到。美國密西根大學電腦工程教授克里斯多福·佩克特（Christopher Peikert）認為：「量子運算對比特幣構成中長期重大風險的機會率超過5%。」

Google母公司Alphabet執行長皮查伊（Sundar Pichai）表示，Willow量子處理器首次在實驗上達成可驗證的量子優勢，是量子運算邁向實際應用的重要一步；其身旁為由Willow組裝而成的量子電腦。（圖片來源：Google官網）

25%比特幣將面臨量子攻擊風險

　　IBM於2025年9月利用133個量子位元處理器運行秀爾演算法（Shor's Algorithm），成功破解6位元橢圓曲線密鑰，證明量子電腦確實具備逆向反推比特幣私鑰的能力。一旦量子運算實用化，黑客便等同擁有萬能鑰匙，可以破解比特幣加密機制，盜取加密錢包資產。根據國際審計公司德勤（Deloitte）的研究，現時有450萬枚比特幣面臨量子攻擊風險，約佔總流通量的25%，按當前市價計算，潛在受威脅的資產規模高達4,500億美元（約3.51兆港元）。

　　那麼剩下來的問題是，這潛在威脅要過多少久才會真正實現？目前業界專家對這時間點存有明顯分歧：有部分觀點認為或許在2030年代初出現，另一些則估計可能還需多等10至15年。卡特指出，量子技術在未來幾年內尚不足以破解加密技術，所以暫時無需恐慌，但隨著包括Google、IBM在內的科技巨頭加速推進，量子威脅將「不再只是理論上的假想」。

　　為防禦量子威脅，業界已開始進行「後量子加密」（Post-quantum Cryptography）部署。例如，比特幣託管公司Casa提出《比特幣改進提案360》，建議採用美國國家標準及技術研究院（NIST）所推薦的後量子抗性簽名演算法如ML-DSA和SLH-DSA，以取代或強化現行的ECDSA加密機制。

密西根大學電腦工程教授佩克特提醒，比特幣如要引入後量子加密方案，將面對數碼簽名和密鑰體積倍增、網絡流量暴升等問題，業者需要在效率和容量上作出取捨。（圖片來源：密西根大學官網）

量子電腦運行區塊鏈提升安全性

　　IBM Research量子安全技術長麥可·奧斯本（Michael Osborne）指出，最直接且實務的防禦措施是，把資產從公鑰被多次重複使用的舊錢包，轉移到新的錢包地址，並確保這些新錢包從未公開其私鑰，以防日後量子電腦可以從公鑰反推私鑰。

　　量子電腦公司D-Wave則嘗試將比特幣區塊鏈（Blockchain）直接搬上量子電腦運行，以更安全、更有效方式來加密數據。該公司於2025年3月發表研究成果，展示量子電腦可運行的區塊鏈原型架構。實驗中使用4部分布於北美各處的量子電腦，執行數十萬次量子雜湊運算測試，並讓這個原型區塊鏈保持穩定運行。

　　量子攻擊是否會在 5 到 10 年內來襲，仍存有很多不確定性，但未雨綢繆已成為不少業者的共識，因為他們明白愈早採取行動，成本和風險便會愈低。至於一般用戶，最直接的防護方法是，每次接收或存放加密貨幣時，盡量使用從未對外公開公鑰的全新錢包地址，以減少公鑰曝光的機會。在真正進入量子運算時代之前，這樣做已能有效將風險降到最低。