突破性量子新闻、量子发展突破和量子抗性区块链更新。追踪量子计算发展如何威胁加密货币,并发现量子安全解决方案。详细了解自2018年运营至今、最活跃且最成熟的量子安全区块链量子抗性账本 (QRL)将如何保护加密货币的量子未来。查找问题答案,了解QRL即将推出的能够移植以太坊应用的Zond升级。
最后更新: 2025年12月25日
时间线已经发生根本性改变。2025年12月的多项独立突破正在加速量子计算对加密货币的威胁。专家此前估计,到2030-2032年,密码学相关量子计算机出现的概率为20-33%,但这些最新进展很可能将这一时间线进一步提前。
发表于《自然》杂志,墨尔本大学和Diraq的研究人员展示了首个完全集成的11量子比特硅原子量子处理器,实现了99.9%的双量子比特门保真度——这是硅量子比特的历史最高记录。该系统在标准300mm硅晶圆上制造,与现有半导体制造工艺兼容。研究人员在单个芯片上实现了原子量子比特的植入、激活、门操作和读出,证明了大规模集成的可行性。关键突破:使用离子注入精确定位磷原子、实现高保真度双量子比特门(99.9%)、展示可扩展的工业制造路径。该团队还展示了原子级精确量子比特定位(<1纳米精度)和串扰最小化。这标志着从实验室规模向工业规模量子计算机制造的重大转变,利用全球数万亿美元的现有半导体基础设施。
发表于《Optica》,来自科罗拉多大学博尔德分校和Sandia国家实验室的研究人员开发了一种突破性的电光相位调制器,使用薄膜铌酸锂实现了创纪录的性能。该设备实现了10 GHz的调制带宽、<1 dB的插入损耗,以及与现有光子集成电路的兼容性。关键创新:利用铌酸锂的强Pockels效应实现高速相位调制、紧凑的波导几何结构(<1 mm长度)、与CMOS电子器件的直接集成。该调制器可以处理高达1瓦的光功率而不会降解,这对于控制量子比特和量子网络中的量子态路由至关重要。与传统调制器相比,这种设计将功耗降低了100倍,同时保持了量子应用所需的相位稳定性。该团队展示了多个调制器在单个芯片上的集成,为大规模量子处理器开辟了道路。这种可扩展性对于构建具有数千个量子比特的容错量子计算机至关重要。
Nature Communications发表的里程碑式综述论文全面分析人工智能如何加速量子计算发展。28位作者(来自NVIDIA、牛津大学、多伦多大学、NASA Ames)的合作研究探讨AI在量子设备设计、使用AlphaTensor-Quantum的电路优化、GPT基础量子特征值求解器、强化学习控制、量子纠错解码器等方面的应用。主要发现:Transformer模型生成紧凑量子电路、扩散模型合成任意幺正矩阵电路、强化学习实现无模型量子控制。局限性:由于指数级扩展,AI无法高效模拟量子系统。人才危机:全球仅约1,800-2,200名量子纠错专家。
日本量子计算初创公司blueqat在日经新闻报道中宣布其"NEXT Quantum Leap"计划,目标是1亿量子比特的半导体量子计算机。系统成本低于1亿日元(约67万美元)——仅为传统超导量子计算机的1/30。主要优势:大幅降低功耗(1,600W)、在1开尔文而非毫开尔文温度下运行、与现有CMOS制程兼容。
日本宣布计划建设一条连接东京、名古屋、大阪和神户的600公里量子加密光纤网络,这是世界上最雄心勃勃的国家量子基础设施项目之一。国家信息通信技术研究院(NICT)、东芝、NEC和主要电信运营商将运营该网络。目标:2027年3月完成现场测试,2030年全面部署。该网络使用IOWN(创新光学和无线网络)规范,采用多路复用量子密钥分发(QKD),允许量子信号与经典数据在同一光纤上传输。战略目的:保护金融和外交通信免受"现在收割,稍后解密"威胁。投资:五年内数百亿日元。
IQM量子计算机公司宣布重大投资以扩大其位于芬兰的生产设施,标志着从实验室规模向工业规模量子计算机制造的转变。这笔4000万欧元(4600万美元)的投资将创建一个8000平方米的设施,配备扩展的洁净室和量子数据中心。生产能力将翻倍,达到每年30台以上的全栈量子计算机,预计2026年第一季度完成。IQM的路线图目标是到2033年生产100万台量子计算机,到2030年实现容错量子计算。IQM Halocene产品线(11月13日宣布)配备150量子比特系统和先进纠错功能,将于2026年底商业化。
Aramco和Pasqal在达兰数据中心安装了沙特阿拉伯的首台量子计算机——一个200量子比特的中性原子系统。该系统将应用于能源勘探和材料科学领域的工业挑战,展示了量子计算基础设施在全球范围内的不断扩展部署。
清华大学研究人员在arXiv上发表了量子分解算法的重大进展。他们开发了一种受可逆计算启发的量子比特重用方法,将Regev量子分解算法的空间复杂度从O(n^{3/2})降低到O(n log n)——理论下限。该团队在超导量子计算机上成功分解了N=35,通过噪声模拟和基于格的后处理展示了实际可行性。Regev算法比Shor算法具有更小的电路深度来破解RSA,但之前需要过多的量子比特数量。这一优化使得随着量子硬件扩展,对RSA的量子攻击变得更加实用,直接关系到加密货币安全时间线。
IBM和Cisco宣布了一项具有里程碑意义的合作,旨在构建连接大规模容错量子计算机的网络。该合作旨在在2030年代初展示网络化分布式量子计算的概念验证,并具有在2030年代后期实现"量子计算互联网"的长期愿景,该网络将在城域和全球范围内连接量子计算机、传感器和通信系统。技术方法探索光子和微波-光转换器技术,以在建筑物和数据中心之间传输量子信息。这一合作表明主要科技基础设施企业正在将量子从实验室研究推向商业部署。
Riverlane和Resonance基于对包括2025年诺贝尔奖得主John Martinis在内的25位全球专家的访谈,发布了一份全面的量子纠错报告。主要发现:(1)QEC已成为所有主要量子计算公司的普遍优先事项;(2)截至2025年10月发表了120篇经同行评审的QEC论文,而2024年全年仅36篇;(3)七种QEC码现已有硬件实现:表面码、色码、qLDPC、Bacon-Shor、玻色码、MBQC等;(4)所有主要量子比特类型都已跨越99%双量子比特门保真度阈值;(5)已确定关键瓶颈:在1微秒内完成纠错轮次的实时解码器;(6)人才危机:全球仅有约1800-2200名QEC专家,50-66%的量子职位空缺未填补。
发表于《自然通讯》,斯图加特大学的研究人员首次成功实现了两个不同半导体量子点产生的光子之间的量子隐形传态,这是量子中继器发展的关键里程碑。该团队使用保持偏振的量子频率转换器和铌酸锂波导来匹配不同源的光子波长,实现了超过70%的隐形传态保真度。这解决了为量子网络从远程源生成不可区分光子的关键挑战。同一团队此前在斯图加特城区36公里光纤中维持了量子纠缠。这是德国Quantenrepeater.Net(QR.N)项目的一部分,涉及42个合作伙伴。
IonQ宣布收购Skyloom Global,这是一家高性能光通信基础设施领导者,专注于天基网络。Skyloom已为卫星通信交付约90个通过太空发展局认证的光通信终端。这次收购使IonQ能够在地面和卫星网络上开发量子密钥分发能力,扩大量子安全通信在全球范围内的潜在覆盖。
包括日本RIKEN在内的主要科学超级计算中心宣布采用NVIDIA的NVQLink技术进行混合经典-量子计算。NVQLink将Grace Blackwell AI平台与量子处理器连接,将延迟降低到微秒级(而当前混合算法为毫秒级)。该架构将量子处理单元视为类似GPU的加速器,为实用的量子-经典混合应用实现紧密、快速的计算循环。
发表于《自然》杂志,来自哈佛、MIT和QuEra Computing的研究人员展示了首个完整的、概念上可扩展的容错量子计算架构,使用448个中性铷原子。该系统实现了2.14倍低于阈值的纠错性能,证明随着量子比特数量增加,错误反而减少。这是一个关键里程碑,逆转了数十年来的挑战。该架构结合了表面码、量子隐形传态、晶格手术和电路中量子比特重用,实现了具有数十个逻辑量子比特和数百个逻辑操作的深度量子电路。资深作者Mikhail Lukin表示:"我们许多人几十年来的伟大梦想,第一次真正触手可及。"
发表于《科学》杂志,斯坦福工程师报告了使用钛酸锶(STO)的突破,这种晶体在低温下变得更加强大而不是恶化。STO展示的电光效应比当今最佳材料(铌酸锂)强40倍,在5开尔文(零下268°C)下显示20倍更强的非线性光学响应。通过替换晶体内的氧同位素,研究人员实现了4倍的可调性增加。该材料与现有半导体制造兼容,可以晶圆规模生产,非常适合量子计算机中的量子转换器、光开关和机电设备。
发表于《自然》杂志,普林斯顿研究人员实现了超过1毫秒的量子相干时间 - 比行业标准提高15倍,是之前实验室记录的3倍。采用与现有Google/IBM处理器兼容的钽硅芯片设计,这一突破可能使Willow芯片的性能提升1000倍。研究人员预测:"到本十年末,我们将看到具有科学意义的量子计算机。"
发表于《自然通讯》,研究人员展示了可在2000-4000公里距离上维持的量子纠缠,距离增加了200-400倍。这是一个改变游戏规则的突破:不需要建造一台不可能实现的10000量子比特计算机,现在可以将十台1000量子比特的计算机通过跨洲际距离的网络连接起来。微波-光频率转换技术在传输过程中可将相干时间维持10-24毫秒。
Quantinuum发布Helios,在所有操作中实现99.921%的门保真度,纠错比率为2:1(98个物理量子比特→94个逻辑量子比特)。之前的假设需要每个逻辑量子比特对应1000-10000个物理量子比特,这代表了500倍的效率提升。尽管逻辑错误率(约10^-4)仍然存在扩展挑战,但这已是全球精度最高的商用量子计算机。
IBM发布了两款新量子处理器,推进其到2029年实现容错量子计算的路线图。IBM Quantum Nighthawk配备120量子比特和218个可调耦合器(提升20%),能够执行比之前处理器复杂30%的量子计算。该架构支持5000个双量子比特门,路线图目标为7500个门(2026年)、10000个门(2027年)和具有15000个门的1000量子比特系统(2028年)。IBM Loon是一款112量子比特处理器,展示了容错量子计算所需的所有硬件元素,包括六向量子比特连接、先进路由层、更长耦合器和"重置小工具"。IBM还建立了量子优势追踪器以展示量子霸权,并宣布300毫米晶圆制造将生产时间减半,同时实现芯片复杂度10倍提升。
发表于《美国化学学会杂志》,芝加哥大学和阿贡国家实验室的研究人员开发了首个计算方法,可以准确预测和微调铬基分子量子比特中的零场分裂(ZFS)。这一突破使科学家能够通过操纵宿主晶体的几何形状和电场来按规格设计量子比特。该方法成功预测了相干时间,并确定ZFS可以通过晶体电场控制 - 为研究人员提供了设计具有特定属性的量子比特的"设计规则"。这代表了从试错法到分子量子系统合理设计的转变。
中国公司CHIPX(Chip Hub for Integrated Photonics Xplore)宣布了其声称是世界上首个可扩展的"工业级"光学量子芯片,据称在AI工作负载上比Nvidia GPU快1000倍。该光子芯片在6英寸硅晶圆上容纳1000多个光学组件,据报道已部署在航空航天和金融行业。系统据称可在2周内部署,而传统量子计算机需要6个月,并有可能扩展到100万量子比特。然而,生产良率仍然较低,约为每年12000片晶圆,每片晶圆约350个芯片。注意:关于"比GPU快1000倍"的声称应谨慎对待,因为量子计算优势通常适用于特定问题类别(因式分解、优化)而非通用AI工作负载。
七个独立的进展领域正以超乎预期的速度汇聚,每项突破都在相互作用,加速推进密码学相关量子计算机的时间表。
在比特币和以太坊急于寻找解决方案的同时,中心化系统已经开始迁移。银行、企业和云提供商正在积极部署后量子密码学,以满足2030-2035年的监管截止日期。技术已经准备就绪,迁移正在进行中。
比特币使用两种不同的加密系统,它们面临的量子威胁截然不同:
量子威胁分两波到来,具有不同的能力和目标日期:
Key Risk: 传统估计假设每个逻辑量子比特需要1000-10000个物理量子比特。Quantinuum已实现2:1的比率。有了网络功能,多个较小的系统现在可以协同工作以实现相同的结果。
美国政府已发布全面指令,要求所有联邦系统和受监管行业过渡到后量子密码学。
2024年8月
发布三种量子抗性算法:ML-KEM(Kyber)、ML-DSA(Dilithium)、SLH-DSA(SPHINCS+)。
影响分析: ECDSA,包括secp256k1,是比特币和以太坊的加密基础。美国政府将在2035年之前正式将此加密技术分类为不安全。这些强制要求将迫使全球政府和受监管机构禁止持有或交易这些资产,除非比特币和以太坊在这些截止日期之前完成其复杂的多年升级过程。
2025年10月
美联储明确警告量子计算机对加密货币安全构成生存威胁。民族国家正在积极进行"现在收割,稍后解密"攻击。当前的区块链密码学将被完全破解。历史交易数据将被暴露。目前没有主要加密货币受到保护。
盟国正在协调量子安全迁移时间表,一些国家的行动甚至比美国更快。
对手已经在今天收集加密区块链数据,计划在量子计算机可用时解密。美联储在2025年10月证实,这些攻击现在正在发生,而不是未来的威胁。
NIST要求在2026年开始迁移,以期在量子计算机到来之前完成。数学计算是残酷的:
每天不采取行动都会使情况恶化:
当比特币和以太坊面临存亡量子威胁并急于寻找解决方案时,QRL从第一天起就具备量子安全性。于2018年6月26日启动 - 主网已运行7年以上。使用NIST批准的XMSS签名(2020年标准化)。多次外部安全审计(Red4Sec、X41 D-Sec)。已经满足NIST 2030/2035截止日期。了解更多。
无需紧急抢修。无需恐慌驱动的改造。无脆弱的过去。准备好后的计划演进。
确定破解ECDSA-256需要约2330个逻辑量子比特
物理量子比特要求:317M(1小时),13M(24小时)
按地址类型细分
P2PK中190万枚BTC,重用地址中400万枚BTC
ECDSA 2030年弃用,2035年禁止
官方批准的算法
HNDL攻击已确认
2028年1600个逻辑量子比特,2030年40000-80000个
2029年200个逻辑量子比特,2033年2000个
2027年:首个纠错系统,Riverlane CEO预测
37.7亿美元投资,市场预测
已展示3000-6100量子比特系统