Исследование BTQ Устанавливает, что для майнинга биткойнов на квантовом компьютере потребовалась бы энергия уровня звезд, и указывает на уязвимость подписи как на более серьезную угрозу

BTQ Technologies Corp. опубликовала исследовательскую работу 8 апреля 2026 года, в которой установила первую сквозную физическую оценку стоимости применения квантовых компьютеров для майнинга Bitcoin. В выводах говорится, что даже при самых благоприятных допущениях квантовый майнинговый парк потребовал бы примерно 10^8 кубитов и 10^4 мегаватт мощности — примерно выход большой национальной энергосети — и при сложности Bitcoin на январь 2025 года масштабировался бы до 10^23 кубитов и 10^25 ватт, приближаясь к энергопроизводству звезды.

Исследование показывает, что квантовый майнинг с ускорением с использованием алгоритма Гровера физически и экономически нецелесообразен, тогда как квантовые атаки на эллиптическо-криволинейные подписи Bitcoin с помощью алгоритма Шора остаются реальной и более непосредственной проблемой, что подчеркивает необходимость инфраструктуры постквантовой криптографии.

Оценки энергии для квантового майнинга превышают возможности цивилизации

Работа, озаглавленная «Kardashev Scale Quantum Computing for Bitcoin Mining» Пьера-Люка Далера-Демерса (Pierre-Luc Dallaire-Demers) и опубликованная на arXiv, моделирует весь стек квантового майнинга, включая обратимые оракулы double-SHA-256, фабрики дистилляции магического состояния кода поверхностей, логистику кубитов в масштабе парка и ограничения по времени, накладываемые консенсусом Накамото. Даже при крайне благоприятной постановке с частичным предобразом парк на базе сверхпроводящего кода поверхностей потребовал бы приблизительно 10^8 физических кубитов и 10^4 мегаватт мощности, сопоставимо с большой национальной энергосетью.

На сложности майнинга мейннета Bitcoin за январь 2025 года оценочные потребности возрастают до примерно 10^23 физических кубитов и 10^25 ватт — вблизи энергопроизводства звезды. Каждый шаг поиска включает сотни тысяч хрупких операций, и для каждой требуются выделенные вспомогательные системы. Поскольку Bitcoin генерирует новый блок каждые десять минут, у атакующего будет лишь узкое окно времени, чтобы завершить задачу, вынуждая его запускать огромное количество машин параллельно. Для сравнения: вся текущая блокчейн-сеть Bitcoin потребляет около 15 гигаватт.

В заключении исследования говорится, что хотя в теории алгоритм Гровера дает квадратичное преимущество поиска, это преимущество рушится, когда учитываются построение оракулов, коррекция ошибок и накладные расходы парка. Квантовый майнинг не является убедительной угрозой в ближайшей перспективе для консенсуса Bitcoin proof-of-work.

Уязвимость подписи остается непосредственной проблемой

В отличие от этого, квантовые атаки на эллиптическо-криволинейные подписи Bitcoin с использованием алгоритма Шора являются реальной и более срочной задачей. Миллионы bitcoin лежат на старых или повторно используемых адресах, где открытые ключи уже раскрыты в блокчейне, что делает их наиболее вероятной целью в долгосрочной перспективе, если квантовые машины станут лучше. Работа подчеркивает необходимость инфраструктуры постквантовой криптографии — позицию, согласующуюся с более широкой стратегией BTQ.

В рамках инициативы Bitcoin Quantum BTQ разрабатывает и тестирует квантово-устойчивую архитектуру Bitcoin, включая подписи NIST-стандартизированные ML-DSA, а также дизайн транзакций, таких как BIP 360 (Pay-to-Merkle-Root). Ранее компания запустила тестнет Bitcoin Quantum как среду реального времени, чтобы продемонстрировать, как системы, похожие на Bitcoin, могут перейти к постквантовым стандартам.

Академические работы ставят под сомнение «прорывы» в квантовом факторинге

Отдельная работа Питера Гутмана (Peter Gutmann) из Университета Окленда (University of Auckland) и Штефана Нойхауса (Stephan Neuhaus) из Цюрихской высшей школы (Zürcher Hochschule) нацелена на заголовки, утверждающие, что квантовые компьютеры уже взламывают шифрование. Авторы воспроизвели крупные «прорывы» в квантовом факторинге за последние два десятилетия, используя домашний компьютер VIC-20 1981 года, абак и обученную собаку, которая лает три раза.

Исследователи утверждают, что почти каждую демонстрацию до сих пор «подтасовывали». В некоторых случаях исследователи выбирали числа, у которых скрытые простые множители находились всего в нескольких цифрах друг от друга, что делало их легко угадываемыми с помощью простого трюка с калькулятором. В других случаях они выполняли предварительную обработку на классическом компьютере, прежде чем передавали квантовой машине упрощенную, урезанную версию. В статье предлагаются новые стандарты оценки, требующие случайных чисел, отсутствия предварительной обработки и сохранения множителей в секрете от экспериментаторов. Ни одна демонстрация на сегодняшний день не смогла бы пройти.

Google Research предполагает более низкие оценки по числу кубитов, но инженерные барьеры остаются

С тех пор, как эти работы были опубликованы, недавнее исследование от Google Quantum AI предполагает, что вычислительная мощность, необходимая для атаки на шифрование Bitcoin, может резко снизиться, с оценками, требующими 1,200–1,450 логических кубитов. Однако авторы раскрывают, что построить такую машину сейчас физически невозможно и нужны инженерные достижения, которых пока не было, включая лазеры для управления кубитами, скорость считывания и способность удерживать одновременно в работе десятки тысяч атомов, не теряя их.

Некоторые недавние исследования скрывали ключевые технические детали, а эксперты предупреждали, что прогресс в этой области может быть не всегда открыто разделяемым. Разработчики уже работают над исправлениями, включая способы снизить раскрытие ключей и новые типы подписей, предназначенные для устойчивости к квантовым атакам.

Реакция индустрии и дорожная карта по постквантовой устойчивости

Работа BTQ также вводит обоснование для Quantum Proof of Work (QPoW) — квантово-ориентированной модели консенсуса, построенной вокруг вычислительных задач, изначально предназначенных для квантового оборудования. В смоделированных сравнениях BTQ указывает, что квантовый семплер в QPoW потребляет примерно 0.25 кВт·ч за интервал 10 минут на блок по сравнению примерно с 390 кВт·ч на блок на майнера для эквивалентной классической схемы, основанной на семплировании, что предполагает энергетическое преимущество примерно 1,560x.

Рынки в настоящее время отражают мнение, что эта угроза еще далека. Трейдеры видят мало шансов, что Bitcoin заменит свой алгоритм майнинга до 2027 года, но оценивают более высокую вероятность, около 40%, для обновлений вроде BIP-360, нацеленных на снижение риска для кошельков.

FAQ

Сколько энергии потребуется квантовому компьютеру, чтобы майнить Bitcoin?

На сложности Bitcoin на январь 2025 года квантовый майнинговый парк потребовал бы примерно 10^23 физических кубитов и 10^25 ватт — вблизи энергопроизводства звезды. Даже в самом оптимистичном сценарии парку понадобилось бы 10^8 кубитов и 10^4 мегаватт, сопоставимо с большой национальной энергосетью.

Является ли угроза квантовых компьютеров майнингу Bitcoin реальной?

Согласно исследованию BTQ, квантовый майнинг с ускорением с использованием алгоритма Гровера физически и экономически нецелесообразен из-за астрономических требований к числу кубитов и энергии. Более срочная угроза — это квантовые атаки на цифровые подписи Bitcoin, которые могут раскрыть средства в старых или повторно используемых кошельках.

Что делается для подготовки к квантовым угрозам для Bitcoin?

Разработчики работают над стандартами постквантовой криптографии, включая BIP 360 (Pay-to-Merkle-Root) и NIST-стандартизированные подписи ML-DSA. BTQ запустила тестнет Bitcoin Quantum, чтобы продемонстрировать траектории миграции, а альтернативные модели консенсуса, такие как Quantum Proof of Work, также изучаются.