مراقب باشید بیت کوین: رایانه‌های کوانتومی شکننده رمزنگاری ممکن است نزدیک‌تر از آنچه انتظار می‌رود باشند، کالتک می‌گوید

طبق تحقیقات جدید موسسه فناوری کالیفرنیا، رایانه‌های کوانتومی قادر به شکستن رمزنگاری مدرن ممکن است به کیوبیت‌های بسیار کمتری نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد نیاز داشته باشند.

در مطالعه‌ای که روز دوشنبه منتشر شد، Caltech با Oratomic مستقر در پاسادنا، یک استارتاپ رایانش کوانتومی که توسط محققان Caltech تأسیس شده است، برای توسعه یک سیستم اتم خنثی جدید همکاری کرد که در آن اتم‌های منفرد با لیزر به دام می‌افتند و کنترل می‌شوند تا به عنوان کیوبیت عمل کنند. انجام این کار می‌تواند به یک رایانه کوانتومی تحمل‌پذیر خطا اجازه دهد تا الگوریتم Shor را اجرا کند که می‌تواند کلیدهای خصوصی را از کلیدهای عمومی استفاده شده در رمزنگاری منحنی بیضوی بیت کوین با تنها 10,000 کیوبیت اتمی قابل پیکربندی مجدد استخراج کند.

Dolev Bluvstein، بنیان‌گذار و مدیرعامل Oratomic، یک دانشیار میهمان در فیزیک در Caltech، گفت پیشرفت‌های رایانش کوانتومی جدول زمانی را برای ماشین‌های عملی تسریع می‌کند و فشار برای مهاجرت به رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم را افزایش می‌دهد.

بلوستین به Decrypt گفت: "مردم عادت کرده‌اند که رایانه‌های کوانتومی همیشه 10 سال دیگر در دسترس هستند. اما وقتی به جایی که کمی بیش از ده سال پیش بودیم نگاه می‌کنید، بهترین برآوردها از آنچه برای الگوریتم Shor مورد نیاز است یک میلیارد کیوبیت بود در زمانی که بهترین سیستم‌هایی که در آزمایشگاه داشتیم تقریباً پنج کیوبیت بودند."

رایج‌ترین سیستم‌های تصحیح خطای امروزی اغلب به حدود 1,000 کیوبیت فیزیکی برای ایجاد یک کیوبیت منطقی قابل اعتماد نیاز دارند، واحد تصحیح شده خطا که برای انجام محاسبات استفاده می‌شود. این سربار به افزایش برآوردها برای سیستم‌های تحمل‌پذیر خطای عملی به محدوده میلیون کیوبیت کمک کرده است و پیشرفت را به سمت ماشین‌های قادر به اجرای الگوریتم‌هایی که می‌توانند رمزنگاری RSA و منحنی بیضوی استفاده شده توسط بیت کوین و اتریوم را تهدید کنند، کند کرده است.

بلوستین خاطرنشان کرد که سیستم‌های آزمایشگاهی فعلی در حال حاضر به 6,000 کیوبیت فیزیکی نزدیک می‌شوند و در برخی موارد از آن فراتر می‌روند. به عبارت دیگر، خطر رمزنگاری ممکن است بسیار زودتر از آنچه کارشناسان قبلاً انتظار داشتند باشد.

او گفت: "شما واقعاً می‌توانید ببینید که اندازه سیستم و کنترل‌پذیری در طول زمان افزایش می‌یابد در حالی که اندازه سیستم مورد نیاز کاهش می‌یابد."

در سپتامبر، محققان Caltech یک رایانه کوانتومی اتم خنثی با 6,100 کیوبیت با دقت 99.98٪ و زمان انسجام 13 ثانیه را نشان دادند. این یک نقطه عطف به سمت ماشین‌های کوانتومی تصحیح شده خطا بود که همچنین نگرانی‌ها در مورد تهدیدهای آینده برای بیت کوین از الگوریتم Shor را تجدید کرد.

این تهدید دولت‌ها و شرکت‌های فناوری را وادار کرده است تا شروع به مهاجرت به رمزنگاری پسا کوانتومی یا رمزگذاری طراحی شده برای مقاومت در برابر حملات کوانتومی کنند. با این حال، محققان هشدار می‌دهند که چالش‌های مهندسی عمده‌ای باقی مانده است، از جمله مقیاس‌بندی سیستم‌های کوانتومی در حالی که نرخ خطای بسیار پایین حفظ می‌شود.

بلوستین گفت: "فقط داشتن 10,000 کیوبیت فیزیکی چیزی است که می‌تواند در عرض یک سال اتفاق بیفتد. اما این واقعاً هدفی نیست که مردم فکر می‌کنند. این طور نیست که وقتی یک رایانه طراحی می‌کنید، فقط ترانزیستورها را روی تراشه قرار می‌دهید، دست‌های خود را می‌شویید و می‌گویید کارتان تمام شده است. این یک کار بسیار غیرساده و فوق‌العاده پیچیده است که واقعاً بروید و یکی از این‌ها را بسازید."

با وجود این، بلوستین گفت که یک رایانه کوانتومی عملی می‌تواند قبل از پایان این دهه ظهور کند.

این خبر در حالی منتشر می‌شود که محققان گوگل روز سه‌شنبه یافته‌های جدیدی را گزارش کردند که نشان می‌دهد رایانه‌های کوانتومی آینده می‌توانند رمزنگاری منحنی بیضوی را با منابع کمتری نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد بشکنند. این امر فوریت را به درخواست‌ها برای انتقال به رمزنگاری پسا کوانتومی قبل از اینکه چنین ماشین‌هایی عملی شوند، افزود.

اگرچه صنعت ارز دیجیتال به طور فزاینده‌ای شروع به تمرکز بر خطر کوانتومی کرده است، بلوستین گفت که این خطر بسیار فراتر از شبکه‌های بلاک چین است و نیاز به تغییرات در بسیاری از دنیای دیجیتال مدرن دارد.

او گفت: "من فکر می‌کنم کل زیرساخت دیجیتال جهان. این فقط بلاک چین نیست. این دستگاه‌های اینترنت اشیا، ارتباطات اینترنتی، روترها، ماهواره‌ها است. این کل زیرساخت دیجیتال جهانی را پوشش می‌دهد و پیچیده است."