Дослідження BTQ: Quantum Bitcoin Mining вимагав би енергії рівня зірки, посилається на вразливість підписів Signature Vulnerability як на більшу загрозу

BTQ Technologies Corp. опублікувала дослідницьку роботу 8 квітня 2026 року, яка встановлює першу наскрізну фізичну оцінку вартості використання квантових комп’ютерів для майнінгу Bitcoin, дійшовши висновку, що навіть за найсприятливіших припущень квантовий флот майнінгу потребуватиме приблизно 10^8 кубітів і 10^4 мегаватів потужності — приблизно вихід великої національної електромережі — і за складністю Bitcoin станом на січень 2025 року масштабується до 10^23 кубітів і 10^25 ватів, наближаючись до енергетичного виходу зірки.

Дослідження показує, що квантозискорений майнінг із використанням алгоритму Гровера є фізично та економічно нереалістичним, тоді як квантові атаки на еліптичнокриволінійні підписи Bitcoin за допомогою алгоритму Шора залишаються справжньою й більш нагальною проблемою, підкреслюючи необхідність інфраструктури постквантової криптографії.

Оцінки енергії для квантового майнінгу перевищують можливості цивілізації

Стаття під назвою «Kardashev Scale Quantum Computing for Bitcoin Mining» («Квантові обчислення для майнінгу Bitcoin за шкалою Кардашова») П’єра-Люка Даллейра-Демерса (Pierre-Luc Dallaire-Demers) і опублікована на arXiv, моделює повний стек квантового майнінгу, включно зі оборотними оракулами double-SHA-256, фабриками для дистиляції «magic-state» з поверхневим кодом, логістикою кубітів на масштабі флоту та обмеженнями за часом, які накладає консенсус Nakamoto. Навіть за дуже сприятливого сценарію часткового попереднього образу (partial-preimage) флот на основі надпровідного поверхневого коду вимагав би приблизно 10^8 фізичних кубітів і 10^4 мегаватів потужності, порівнянних із великою національною електромережею.

За складністю майнінгу основної мережі Bitcoin станом на січень 2025 року оцінені потреби зростають приблизно до 10^23 фізичних кубітів і 10^25 ватів — наближаючись до енергетичного виходу зірки. Кожен крок пошуку включає сотні тисяч делікатних операцій, кожна з яких потребує спеціалізованих систем підтримки. Оскільки Bitcoin генерує новий блок кожні десять хвилин, атакувальник матиме лише вузьке вікно, щоб завершити роботу, змушуючи його працювати з величезною кількістю машин паралельно. Для порівняння, вся нинішня блокчейн-мережа Bitcoin споживає близько 15 гігаватів.

Дослідження робить висновок, що хоча алгоритм Гровера теоретично дає квадратичну перевагу в пошуку, ця вигода руйнується, щойно враховують побудову оракула, корекцію помилок і накладні витрати флоту. Квантовий майнінг не є переконливою загрозою найближчим часом для консенсусу Bitcoin proof-of-work.

Уразливість підписів лишається нагальною проблемою

Натомість квантові атаки на еліптичнокриволінійні підписи Bitcoin за допомогою алгоритму Шора є реальною та значно терміновішою загрозою. Мільйони біткоїнів лежать у старіших або повторно використаних адресах, де відкриті ключі вже розкриті в блокчейні, тож вони є найбільш імовірною довгостроковою мішенню, якщо квантові машини покращаться. Стаття підкріплює необхідність інфраструктури постквантової криптографії — погляд, узгоджений із ширшою стратегією BTQ.

У межах ініціативи Bitcoin Quantum BTQ розробляє та тестує квантово-стійку архітектуру Bitcoin, включно з підписами ML-DSA, стандартизованими NIST, а також дизайнами транзакцій на кшталт BIP 360 (Pay-to-Merkle-Root). Компанія раніше запустила тестнет Bitcoin Quantum як живе середовище для демонстрації того, як системи, подібні до Bitcoin, можуть мігрувати до постквантових стандартів.

Академічні роботи ставлять під сумнів «прориви» квантового факторингу

Окрема стаття Пітера Гаттмана (Peter Gutmann) з Університету Окленда та Стефана Нойхауса (Stephan Neuhaus) з Zürcher Hochschule націлена на заголовки, які стверджують, що квантові комп’ютери вже ламають шифрування. Авторам вдалося відтворити ключові «прориви» квантового факторингу за останні два десятиліття, використовуючи домашній комп’ютер VIC-20 (1981 року), абак і собаку, натреновану гавкати три рази.

Дослідники стверджують, що майже кожна з демонстрацій досі була «підтасована». У деяких випадках дослідники брали числа, приховані прості множники яких були відділені лише кількома цифрами, тож їх було легко вгадати за допомогою простого трюку з калькулятором. В інших випадках вони виконували попередню підготовку на класичному комп’ютері, перш ніж передати урізану версію квантовій машині. У статті запропоновано нові стандарти оцінювання, які вимагають випадкові числа, відсутність попередньої обробки та збереження множників у секреті від експериментаторів. Жодна з демонстрацій досі не пройшла б.

Дослідження Google пропонує нижчі оцінки для кількості кубітів, але інженерні перешкоди лишаються

Після публікації цих робіт нещодавнє дослідження від Google Quantum AI припускає, що обчислювальна потужність, необхідна для атаки на шифрування Bitcoin, може різко впасти: оцінки вимагають 1,200–1,450 логічних кубітів. Однак автори розкривають, що побудова такої машини на сьогодні фізично неможлива й потребує інженерних досягнень, яких ще не досягнуто, зокрема лазерів для керування кубітами, швидкості зчитування та здатності втримувати десятки тисяч атомів у узгодженій роботі, не втрачаючи їх.

Деякі нещодавні дослідження приховували ключові технічні деталі, і експерти попереджали, що прогрес у цій сфері може не завжди бути відкрито поширеним. Розробники вже працюють над виправленнями, зокрема над способами зменшення розкриття ключів і над новими типами підписів, призначених для протистояння квантовим атакам.

Реакція індустрії та дорожня карта постквантової ери

У статті BTQ також представлено обґрунтування для Quantum Proof of Work (QPoW) — квантово-орієнтованої моделі консенсусу, побудованої навколо обчислювальних завдань, спроєктованих для квантового обладнання з самого початку. У змодельованих порівняннях BTQ вказує, що квантовий семплер у QPoW споживає приблизно 0.25 kWh протягом 10-хвилинного інтервалу між блоками, тоді як приблизно 390 kWh на блок на майнера витрачається для класичного еквівалента, заснованого на семплюванні, що вказує на енергетичну перевагу приблизно 1,560x.

Ринки наразі відображають погляд, що ця загроза ще далека. Трейдери бачать мало шансів, що Bitcoin замінить алгоритм майнінгу до 2027 року, але при цьому дають вищі шанси, приблизно 40%, на оновлення на кшталт BIP-360, спрямовані на зменшення ризику для гаманців.

FAQ

Скільки енергії потрібно було б квантовому комп’ютеру, щоб майнити Bitcoin?

За складністю майнінгу Bitcoin станом на січень 2025 року квантовий флот майнінгу потребував би приблизно 10^23 фізичних кубітів і 10^25 ватів — наближаючись до енергетичного виходу зірки. Навіть у найоптимістичнішому сценарії флот потребував би 10^8 кубітів і 10^4 мегаватів, порівнянних із великою національною електромережею.

Чи є загроза квантових комп’ютерів для майнінгу Bitcoin реальною?

Згідно зі статтею BTQ, квантозискорений майнінг із використанням алгоритму Гровера є фізично та економічно нереалістичним через астрономічні вимоги до кількості кубітів і енергії. Набагато нагальніша загроза — це квантові атаки на цифрові підписи Bitcoin, які можуть розкрити кошти в старіших або повторно використаних гаманцях.

Що робиться, щоб підготуватися до квантових загроз для Bitcoin?

Розробники працюють над стандартами постквантової криптографії, включно з BIP 360 (Pay-to-Merkle-Root) та підписами ML-DSA, стандартизованими NIST. BTQ запустила тестнет Bitcoin Quantum, щоб продемонструвати шляхи міграції, і досліджуються альтернативні моделі консенсусу, такі як Quantum Proof of Work.