BTQ 研究發現：量子比特幣挖礦將需要等同於星際等級的能源，並指出簽名漏洞是更大的威脅

BTQ Technologies Corp. 於 2026 年 4 月 8 日發表一篇研究論文，建立了首個端到端的「使用量子電腦挖掘比特幣」實體成本估算，並得出結論：即使在最有利的假設下，量子挖礦艦隊仍將約需 10^8 個量子位元（qubits）與 10^4 兆瓦（megawatts）的電力——大約相當於大型國家級電力電網的輸出——而在比特幣 2025 年 1 月的難度下，將擴展到 10^23 個量子位元與 10^25 瓦特（watts），其能量輸出接近恆星。

該研究發現，使用 Grover 演算法進行的「量子加速挖礦」在物理與經濟上都不切實際；而使用 Shor 演算法針對比特幣橢圓曲線簽名發起量子攻擊，仍是真實且更迫切的顧慮，這凸顯了建立後量子加密基礎設施的必要性。

量子挖礦的能源估算超出文明的承載能力

這篇論文名為〈Kardashev Scale Quantum Computing for Bitcoin Mining〉，作者為 Pierre-Luc Dallaire-Demers，並在 arXiv 發表。論文對整個量子挖礦堆疊進行建模，包括可逆的 double-SHA-256 雛形（oracle）、表面碼（surface-code）魔法態蒸餾工廠（magic-state distillation factories）、艦隊規模的量子位元物流（fleet-scale qubit logistics），以及 Nakamoto 共識所施加的時序限制。即使在高度有利的部分前像（partial-preimage）設定下，一個超導的表面碼艦隊仍需約 10^8 個實體量子位元與 10^4 兆瓦的電力，與大型國家級電力電網相當。

在比特幣 2025 年 1 月主網挖礦難度下，所需條件上升到約 10^23 個實體量子位元與 10^25 瓦特——接近恆星的能量輸出。搜尋的每一步都包含數十萬次精細運算，且每一次都需要專用的支援系統。由於比特幣每十分鐘產生一個新區塊，攻擊者只有狹小的時間窗口能完成任務，迫使他們需要讓大量機器並排同時運行。相比之下，目前整個比特幣區塊鏈的用電量約為 15 吉瓦（gigawatts）。

該研究結論指出：雖然從理論上看，Grover 演算法提供二次方（quadratic）的搜尋優勢，但一旦把雛形建構、錯誤修正與艦隊開銷納入，這項好處就會瓦解。量子挖礦並不是對比特幣工作量證明（proof-of-work）共識在近期構成的可信威脅。

簽名脆弱性仍是立即的主要顧慮

相較之下，使用 Shor 演算法對比特幣橢圓曲線簽名發起量子攻擊，才是真實且更緊迫的挑戰。數百萬個比特幣位於較舊或重複使用的地址中，而這些地址上的公鑰已在區塊鏈中暴露，使其成為最可能的長期攻擊目標，如果量子機器的能力提升。該論文強化了對後量子加密基礎設施的需求；這也符合 BTQ 的更廣泛策略。

透過其 Bitcoin Quantum（比特幣量子）計畫，BTQ 一直在開發並測試一種具量子安全性的比特幣架構，包括 NIST 標準化的 ML-DSA 簽名，以及像 BIP 360（Pay-to-Merkle-Root）這樣的交易設計。該公司先前已推出一個 Bitcoin Quantum 測試網（testnet），作為展示「類似比特幣的系統如何朝向後量子標準遷移」的實時環境。

學術論文質疑量子因式分解的「突破」

奧克蘭大學（University of Auckland）的 Peter Gutmann 與蘇黎世高等學院（Zürcher Hochschule）的 Stephan Neuhaus 各自撰寫的另一篇論文，矛頭直指那些宣稱量子電腦已經在破解加密的頭條消息。作者使用一台 1981 年的 VIC-20 家用電腦、一個算盤，還有一隻訓練到能「連續叫三次」的狗，重新製作了過去二十年中多次所謂的主要量子因式分解「突破」。

研究人員主張：到目前為止，幾乎每一次示範都「作弊」了。在某些情況下，研究者選擇的數字，其隱藏的質因數之間只差幾個位數，使得只要用基本計算器就很容易猜到。另一些情況下，他們在把簡化版交給量子機器之前，先在傳統電腦上做了前處理。該論文提出新的評估標準：需要使用隨機數字、不做前處理，並將因數保密，不讓實驗人員知道。迄今為止，沒有任何一種示範能通過。

Google 研究提出較低的量子位元估算，但工程瓶頸仍存在

自這些論文發表以來，Google Quantum AI 的一項最新研究指出，用於攻擊比特幣加密所需的運算能力可能會大幅下降，估算需要 1,200 到 1,450 個邏輯量子位元（logical qubits）。然而，作者披露：建造這樣一台機器目前在物理上是不可能的，且需要尚未達成的工程進展，包括用雷射來控制量子位元、提升讀出速度，以及能在不失去它們的情況下讓數以萬計的原子同步運行。

一些近期研究已隱藏關鍵的技術細節，且專家已警告：在這個領域的進展不一定總是會被公開分享。開發者正在進行修正工作，包括降低金鑰暴露的方式，以及設計用來抵禦量子攻擊的新型簽名。

產業回應與後量子路線圖

BTQ 的論文也提出了「量子工作量證明」（Quantum Proof of Work，QPoW）的理據：這是一種以量子為原生（quantum-native）的共識模型，從一開始就圍繞著為量子硬體設計的計算任務。根據所建模的比較，BTQ 指出，在 QPoW 中，一個量子取樣器（quantum sampler）在每 10 分鐘區塊間隔的耗電量約為 0.25 kWh；相較之下，在以傳統等效的「基於取樣的設置」中，每個區塊、每位礦工的耗電量約為 390 kWh，這意味著約 1,560x 的能源優勢。

目前的市場觀點反映：這項威脅仍然遙遠。交易者認為，在 2027 年之前比特幣幾乎不可能更換其挖礦演算法，但他們對類似 BIP-360 這樣的升級給出更高的機率，約 40%，目標是降低錢包風險。

FAQ

量子電腦挖礦比特幣需要多少能源？

在比特幣 2025 年 1 月的難度下，一個量子挖礦艦隊將需要約 10^23 個實體量子位元與 10^25 瓦特——接近恆星的能量輸出。即使在最樂觀的情境下，艦隊仍需 10^8 個量子位元與 10^4 兆瓦，與大型國家級電力電網相當。

量子電腦對比特幣挖礦的威脅是真的嗎？

根據 BTQ 的研究：由於需要難以想像的量子位元與能源，使用 Grover 演算法進行的量子加速挖礦在物理與經濟上都不切實際。更迫切的威脅是對比特幣數位簽名的量子攻擊，可能會使資金暴露在較舊或重複使用的錢包中。

正在做什麼來準備應對量子威脅於比特幣？

開發者正在推動後量子加密的標準，包括 BIP 360（Pay-to-Merkle-Root）以及 NIST 標準化的 ML-DSA 簽名。BTQ 已推出 Bitcoin Quantum 測試網以示範遷移路徑，並正在探索替代的共識模型，例如 Quantum Proof of Work。