隨著量子硬體的成熟，比特幣面臨一個經過數十年醞釀的工程難題

量子計算正從實驗原型轉向初步實用系統——但一個關鍵問題仍然籠罩其中：這項技術究竟何時能夠成熟到構成真正威脅的程度？根據芝加哥大學、麻省理工學院、史丹佛大學、因斯布魯克大學以及代爾夫特理工大學的研究人員進行的全面評估，答案是以數十年計，而非數年。

從概念驗證到真正的挑戰

這項合作研究考察了六種不同的量子平台——超導量子比特、陷阱離子、中性原子、自旋缺陷、半導體量子點和光子量子比特——並發現它們正從實驗室演示向早期集成系統推進。這與晶體管時代的經典計算發展軌跡相似。

然而，擴展這些系統面臨著巨大的障礙。需要數百萬個量子比特且錯誤率大幅降低的實用應用，遠遠超出目前的能力範圍。研究人員指出，在量子硬體真正成熟為可生產的技術之前，必須解決幾個關鍵的工程瓶頸。

“數字的暴政”再現

科學界面臨的問題，被分析描述為現代版的1960年代“數字的暴政”——一個指數擴展需求要求在多個領域同時取得突破性創新。這些領域包括：

• 材料科學：開發能支持大規模量子運算的新材料
• 製造：打造具有一致品質的量子設備大規模生產
• 基礎設施：解決數千或數百萬相互連接的量子比特的布線與信號傳遞問題
• 熱管理：在更大規模的系統中維持低溫冷卻條件
• 系統控制：實現前所未有的自動化協調量子硬體

平台之間的成熟度差異

研究顯示，根據預期應用的不同，量子平台的成熟速度也不同。超導量子比特在計算任務中展現出最強的準備度，中性原子在模擬應用方面具有更大潛力，光子量子比特正朝著網絡應用推進，而自旋缺陷系統則在感測應用方面取得進展。

然而，即使是最先進的平台，也仍處於早期系統層面的演示階段，遠未達到能帶來變革性現實影響的成熟、規模化部署。

長遠的路途

科學家們總結認為，量子硬體的成熟之路很可能會模仿歷史先例：在多個領域經過數十年的漸進式技術進步，並由研究社群持續的知識共享所支撐。對比比特幣和更廣泛的密碼學界，時間線顯示目前的安全標準很可能在未來數十年內仍然實用——但長期的準備工作越來越需要關注量子抗性密碼學的發展。