Computerele cuantice ar putea sparge criptările esențiale cu mult mai puține resurse decât se credea

Nu, cerul nu cade, dar Ziua Q se apropie, și se pare că nu va fi la fel de costisitoare pe cât se anticipa.

Construirea unui computer cuantic la scară utilitară capabil să spargă unul dintre cele mai importante sisteme de criptare — curbele eliptice — nu necesită aproape atât de multe resurse cât se estimase în urmă cu un an sau doi, conform concluziilor a două lucrări independente. Într-una dintre acestea, cercetătorii au demonstrat utilizarea atomilor neutri ca qubiți reconfigurabili cu acces liber între ei. Au demonstrat că această abordare ar permite unui computer cuantic să spargă criptografia cu curbe eliptice de 256 de biți (ECC) în 10 zile, folosind de 100 de ori mai puține resurse decât estimările anterioare. Într-o a doua lucrare, cercetătorii de la Google au arătat cum se poate sparge securitatea ECC a blockchainurilor pentru bitcoin și alte criptomonede în mai puțin de nouă minute, realizând o reducere a resurselor de 20 de ori.

Împreună, aceste lucrări sunt ultimul semn că progresul în domeniul calculului cuantic criptografic (CRQC) la scară utilitară este semnificativ. Progresele sunt impulsionate în mare parte de noile arhitecturi cuantice dezvoltate de fizicieni și informaticieni în încercarea de a crea computere cuantice care funcționează corect chiar și în prezența erorilor ce apar atunci când qubiții — analogul cuantic al biților din calculatoarele clasice — interacționează cu mediul înconjurător. Alți factori importanți sunt algoritmii tot mai eficienți pentru a îmbunătăți algoritmul lui Shor, seria de ecuații din 1994 care demonstrează că calculul cuantic ar putea sparge sistemele de criptare ECC și RSA în timp polinomial, specific timp cubic, mult mai rapid decât timpul exponențial necesar calculatoarelor clasice de astăzi.

Niciuna dintre lucrări nu a fost evaluată de experți.

„Comunitatea de cercetare continuă să facă progrese constante atât în dezvoltarea qubiților fizici, cât și a algoritmilor cuantici necesari pentru a realiza un CRQC eficient și practic,” a declarat Brian LaMacchia, inginer criptograf care a supervizat tranziția post-cuantică a Microsoft între 2015 și 2022 și care acum lucrează la Farcaster Consulting Group. „Nu cred că vreuna dintre lucrări ne oferă o nouă dată exactă pentru când vom avea un CRQC practic (ceea ce, desigur, nu am avut niciodată), dar ambele oferă dovezi că continuăm să avansăm către un CRQC realizabil și că progresul către acest obiectiv nu încetinește.”

Lucrarea care atrage cel mai mult atenția adoptă o abordare relativ nouă pentru crearea calculului cuantic tolerante la erori (FTQC) care poate reduce numărul de qubiți fizici necesari pentru a sparge ECC de 100 de ori. Spre deosebire de abordările mai comune bazate pe supraconductori, cercetătorii au construit qubiți fizici din atomi neutri. Folosind lasere pentru a răci atomii, procesul capcanează atomii individuali în fascicule de lumină foarte concentrate, cunoscute sub numele de „clești optici”. Fiecare clește captează un singur atom. Utilizând multiplexarea optică, cercetătorii pot crea matrici mari din acești atomi capturați.

Beneficiul acestei abordări este că toți qubiții fizici pot interacționa cu toți ceilalți qubiți fizici.

Sursa: Ars Tehnica Technology

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România