Chip quântico do Google e a ameaça real ao Bitcoin

O debate sobre computação quântica e Bitcoin costuma girar em torno de uma pergunta simples: quantos qubits seriam necessários para quebrar a criptografia de uma carteira? Essa formulação, embora útil, esconde uma camada de complexidade que a maioria dos analistas ignora. O avanço mais recente do Google com seu chip Willow não responde diretamente àquela pergunta, mas resolve um gargalo que tornava a resposta irrelevante na prática.

O resultado, publicado na revista Science nesta semana, mostra uma redução de cerca de 40 vezes nos erros durante a preparação dos chamados “estados mágicos”, insumos essenciais para que um computador quântico execute cálculos complexos. É um avanço de engenharia, não de teoria. E justamente por isso importa.

O que são estados mágicos e por que importam para o Bitcoin

Computadores quânticos armazenam informação em qubits, unidades extremamente frágeis. Calor, vibração e interferências podem corrompê-los. Para lidar com isso, engenheiros agrupam múltiplos qubits físicos em “qubits lógicos”, unidades mais confiáveis capazes de detectar e corrigir erros.

Esses qubits lógicos, por sua vez, precisam de um combustível digital para operar certas funções: os estados mágicos. Cada um é consumido ao ser utilizado. O computador precisa produzi-los continuamente ao longo de todo o cálculo.

Imagine uma cozinha onde cada prato exige um molho fresco que não pode ser reaproveitado. Parte da equipe precisa ficar dedicada exclusivamente a preparar esse molho, enquanto o restante cozinha. Em um computador quântico, o hardware destinado a produzir estados mágicos não pode ser alocado para outras tarefas. Quanto mais eficiente essa produção, menor o custo total da máquina necessária para executar um ataque.

O método do Google, batizado de “cultivation”, parte de uma versão bruta do estado mágico, verifica erros e descarta as tentativas falhas. O objetivo é gerar estados limpos usando menos hardware. A equipe reportou fidelidade de aproximadamente 99,99%, embora apenas 8% das tentativas tenham passado nos filtros de qualidade. Para cada 100 tentativas, cerca de oito sobreviveram.

Como um ataque quântico ao Bitcoin funcionaria

Uma carteira de Bitcoin utiliza uma chave privada para assinar transações e uma chave pública correspondente para que a rede valide essas assinaturas. Gastar bitcoins tipicamente revela a chave pública, enquanto alguns formatos de pagamento a expõem desde o início.

Reverter a chave pública para descobrir a chave privada é, com computadores clássicos, computacionalmente inviável. Mas um computador quântico suficientemente poderoso executando o algoritmo de Shor poderia, em teoria, realizar esse cálculo. Quem recuperasse a chave privada poderia assinar transações como se fosse o dono legítimo, e a rede as aceitaria como genuínas.

O matemático Peter Shor publicou o método em 1994. Três décadas depois, ninguém conseguiu demonstrá-lo em escala prática. Mas a distância entre teoria e aplicação vem encolhendo. Em março, o próprio Google estimou que um futuro computador quântico supercondutor com menos de 500 mil qubits físicos poderia quebrar a criptografia utilizada por Bitcoin e Ethereum, sob um conjunto específico de premissas de hardware.

Para um dos ataques modelados, com duração estimada de nove minutos após a exposição da chave pública, a máquina precisaria de aproximadamente 500 mil estados mágicos confiáveis por segundo. É um volume colossal, e é exatamente aí que a eficiência na produção desses estados se torna decisiva.

Moedas antigas são as mais vulneráveis

Formatos de pagamento mais recentes escondem a chave pública atrás de um hash até que o dono gaste os fundos. Um atacante que mirasse uma chave oculta precisaria esperar pela exposição e agir rápido o suficiente para interferir na transação. Já as moedas mais antigas, mineradas nos primeiros anos do Bitcoin, tiveram suas chaves públicas expostas desde o momento da mineração.

Esse é também o motivo pelo qual moedas perdidas representam um problema particular. O Bitcoin pode introduzir proteções mais robustas para novos gastos, mas alguém ainda precisa das chaves existentes para mover saldos antigos para formatos mais seguros. Se as chaves foram perdidas, a migração é impossível. A chave pública exposta permanece disponível para um futuro atacante.

Movimentações de carteiras antigas têm aumentado à medida que o debate quântico ganha tração. Em outubro, 100,02 BTC intocados desde julho de 2010 foram movidos após mais de 16 anos, carregando um valor de aproximadamente 8,5 milhões de dólares. Em agosto, seis carteiras inativas desde o período entre 2011 e 2014 movimentaram outros 553,59 BTC, então avaliados em cerca de 40 milhões de dólares.

Essas transferências não comprovam isoladamente uma reação a temores quânticos. Mover moedas pode significar troca de carteira, reorganização de patrimônio ou preparação para venda. Mas o padrão é, no mínimo, curioso, como já analisamos em relação às carteiras da era Satoshi.

O avanço não significa que o ataque está próximo

É importante calibrar expectativas. A estimativa de março do Google sobre 500 mil qubits já pressupunha produção eficiente de estados mágicos. O experimento com o Willow testa parte dessa abordagem de engenharia, mas não representa uma redução adicional de 40 vezes no custo estimado de um ataque ao Bitcoin.

Pesquisadores em setembro também cortaram a carga de trabalho de um cálculo central usado nesse tipo de ataque, mas o estudo cobria apenas um componente, sem considerar o ataque completo nem os custos físicos do hardware. Os ganhos de diferentes frentes de pesquisa não podem ser simplesmente multiplicados entre si.

Os próximos passos incluem escalar o processo para dimensões muito maiores e manter a utilidade dos estados mágicos à medida que alimentam cálculos mais longos. Os pesquisadores reconhecem que ainda há trabalho significativo a ser feito em operações em tempo real e na integração com sistemas de correção de erros mais robustos.

Ainda assim, a trajetória é clara. A cada publicação revisada por pares, a computação quântica se move do domínio da especulação para o da engenharia incremental. Para quem detém Bitcoin, especialmente em carteiras antigas com chaves públicas expostas, a questão não é mais se a ameaça é real, mas quanto tempo resta para que protocolos de criptografia pós-quântica sejam implementados.

O relógio avança. E o Willow acaba de acelerar alguns ponteiros.