Google量子チップがエラー率を40分の1に、Bitcoin (BTC)のQ-Day論争が再燃

更新 02:33 UTC： 99.99%という数値は検査に合格した状態にのみ当てはまるものであり、プロセッサは誤りチェック後におよそ8%の生成試行を保持した。

Googleがマジックステートで節目を達成

Google Quantum AIは木曜日、量子プロセッサ「Willow」を用いた研究チームがマジックステート栽培と呼ばれる手法を実証し、この工程を通らない量子状態と比べて誤り率を40分の1に低減できたと発表した。結果は2026年10月15日付の公式ブログで公開され、基盤となる研究論文は査読付き科学誌Scienceに掲載されている。チームはあわせて、万能量子計算に不可欠な量子状態の一種であるT状態を論理忠実度99.99%という記録的水準で生成したと述べ、量子コンピューティングの中核部品の一つとしては前例のない精度だと位置づける。マジックステートは万能量子コンピュータの一部の演算に必要な特殊な量子リソースで、これを安定的に作ることは長年、技術的な難所だった。機械の計算能力の最大95%がマジックステートの生成に費やされるという試算もある。Googleの手法は、ノイズを含む量子状態をプロセッサの狭い領域に注入し、協調測定で誤りを検出して不良品を廃棄する仕組みだ。さらに、精製した状態を異なる誤り訂正アーキテクチャ間で転送する手法も示し、会社側はこれを量子システムの拡張に不可欠な能力としている。Google自身、技術的な課題が依然として大きいことは認めつつ、古典計算機では解けない問題を扱える実用的な耐障害性マシンへの前進だとの見方を示す。まさにその種のマシンこそ、Bitcoin (BTC)を守る暗号をいずれ破りうるものとして研究者が警告してきた存在だ。ビットコインの価格への影響は当面、売買材料というより構造的なテーマとして市場に受け止められている。

公開鍵が見える690万BTC

研究コミュニティでは、量子コンピュータがコインを保有者の手元に留める電子署名を破る力を得る転換点をQ-Dayと呼ぶ。Googleの研究者自身が3月にこの工程を前倒しした。Bitcoinの署名の基盤である楕円曲線暗号を破るのに必要な物理キュービット数を50万個未満と試算した論文を公開したのだ。この数字はそれ以前の一部の推定の20分の1に相当する。同じ論文は、十分に発展したマシンが露出済みの公開鍵から秘密鍵を約9分で導出するという理論上の実行シナリオも描いており、攻撃者が取引の承認前に資金を横取りする窓を想定している。脆弱性の核心は露出だ。推定で690万BTCが、公開鍵が外部から見えるウォレットに置かれている。旧アドレス形式、使用後の鍵の再利用、長年動かされていないクジラ規模の残高がその集合に含まれる。攻撃モデルの標的は署名であり、ブロックのプルーフオブワークによる順序管理ではない。だからこそ研究者は、見える公開鍵を弱点とみなす。木曜日の結果そのものは何も解読していない。Bitcoinの暗号に対する能力を実証したわけではなく、こうした攻撃を遂行できるマシンは現時点で存在しない。実証されたのは、そのマシンへの道にある技術的障壁の一つを取り除いたことだ。障壁が一つ消えるごとに、Q-Dayの問いは一歩近づく。業界の対応も始まっている。Fidelity Digital Assetsは9月、十分に強力な量子コンピュータが露出済み公開鍵から秘密鍵を導出しうると警告し、SHRINCSと呼ばれる提案を含む耐量子署名の候補を検討した。署名サイズの肥大化がスループットを落とし手数料を押し上げうる点も指摘している。Coinbaseは今週、Bitcoin (BTC)を量子耐性のあるブロックチェーン暗号へ移すための詳細な評価を公表した。同社はBitcoin供給の約15%を預かり、署名アルゴリズムの交換は解決策の一部にすぎないと論じる。機関のカストディシステム、限られたブロック容量、ウォレットの互換性、持ち主が動かせない休眠アドレスのコインが移行を複雑にするという。同社の評価によれば、BIP-360を含む複数の提案が、より適応性の高い暗号保護の基盤になりうる。

Q-Dayをめぐる試算のうち、露出済み供給側により細かいデータが浮上してきた。ブロックチェーン分析企業のGlassnodeは5月、約604万BTC、当時の採掘済み供給の30.2%が未使用トランザクションアウトプットにおいて公開鍵の露出を抱えているとの推定を公表した。うち約192万BTCは鍵が設計上見えるアドレス形式による構造的露出、残り約412万BTCはアドレスの再利用や部分支払いなど、鍵を隠すハッシュ保護を失わせる運用上の慣行による露出だという。この読み方は以前の報道で引用された690万BTCの数字より低く、Glassnodeの手法は露出を測るものであり、攻撃者が今日実際に到達しうるコインを測るものではない。別に、Quantusの6月の研究は約230万BTCが通常のウォレット経由では移行が困難または不可能な可能性があると推計し、2026年に始まるとされる移行は完了まで2029年から2031年かかりうるとしている。

この節目は会社の頂点から公的な後押しを得た。GoogleのCEOであるSundar PichaiがXへの投稿でマジックステート栽培の結果を確認し、Willowの研究への関心とともに、電子署名に楕円曲線暗号を依存する暗号資産群を巡るセキュリティ上の問いへの注目を高めた。この群にはBitcoinとイーサリアムが含まれる。この動向を追うアナリストの反応は慎重だ。実験は実用的な耐障害性マシンが必要とする規模に遠く及ばない状態で示されたにすぎず、現在のどの暗号資産もこの結果によるリスクにはさらされていない。変わったのは難易度の曲線だ。暗号関連量子コンピュータ構築の最難関の一つを大幅に容易にすることで、同社は今日のハードウェアと、露出済み公開鍵を最終的に攻撃しうるマシンとの間に立つ障害のリストを短縮した。

Willowの論文から追加の詳細が明らかになり、脚光を浴びた忠実度の数字の裏にある歩留まりが分かった。99.99%という数値は検査に合格した状態にのみ当てはまるものであり、プロセッサは誤りチェック後におよそ8%の生成試行を保持した。つまり100回の試行のうち約8回が生き残ったことになる。この結果は、Bitcoin (BTC)への仮説上の攻撃を40分の1のコストにするものでもない。Googleの3月の試算がすでに効率的なマジックステート生成を前提としていたためで、栽培はその工学的アプローチの一部を検証するものであり、さらなる低減を上乗せするものではない。新しい研究が関係するのはスループットだ。3月のモデル化では、公開鍵が利用可能になってから攻撃を約9分間実行するマシンには、毎秒約50万個の十分に信頼性の高いマジックステートが必要となる。栽培をその速度まで拡張すること、そして状態をより長い計算の中で使用可能に保つことが、研究者が次の段階として挙げる課題である。

課題は技術より調整にある

現在の制約は物理ではなく調整の問題に見える。Google自身は自社システムを2029年までに耐量子暗号へ移行する目標を掲げており、コードを完全に掌握する中央集権的な企業でさえ数年を見込む。取引所、カストディ、戦略的ビットコイン準備として国庫に組み入れられたコイン、長期休眠ウォレットを同じ移行に巻き込まねばならない分散型ネットワークの道のりは、Coinbaseの評価が示すようにさらに長い。純粋なリスクと受け取る見方ばかりではない。Hash Ribbonsの考案者であるCharles Edwardsは、量子ロードマップをBitcoinにとっての上振れ材料と捉える見方を示している。有識者の間で今のところ一致しているのは、緊急性ではなく方向性だ。FidelityとCoinbaseは脅威を現実だが遠いものと扱い、Googleの論文自身も実用機の接近を主張してはいない。