‏بیت‌کوین، مراقب باش: کامپیوترهای کوانتومیِ رمزگشا، نزدیک‌تر از انتظارند، کلتک می‌گوید.

کامپیوترهای کوانتومی و تهدید رمزنگاری مدرن

بر اساس تحقیقات جدید مؤسسه فناوری کالیفرنیا، کامپیوترهای کوانتومی که قادر به شکستن رمزنگاری مدرن هستند، ممکن است به کیوبیت‌های بسیار کمتری نسبت به آنچه قبلاً تصور می‌شد، نیاز داشته باشند.

در این مطالعه که روز دوشنبه منتشر شد، مؤسسه فناوری کالیفرنیا با شرکت نوپای محاسبات کوانتومی اوراتومیک، مستقر در پاسادینا، که توسط محققان کلتک تأسیس شده است، همکاری کرد تا یک سیستم اتمی خنثی جدید را توسعه دهد که در آن اتم‌های منفرد با لیزر به دام افتاده و کنترل می‌شوند تا به عنوان کیوبیت عمل کنند. این کار می‌تواند به یک کامپیوتر کوانتومی مقاوم در برابر خطا اجازه دهد تا الگوریتم شور را اجرا کند، که می‌تواند کلیدهای خصوصی را از کلیدهای عمومی مورد استفاده در رمزنگاری منحنی بیضوی بیت‌کوین استخراج کند، و این کار با تنها 10000 کیوبیت اتمی قابل تنظیم مجدد انجام می‌شود.

دُلف بلووشتاین، هم‌بنیان‌گذار و مدیرعامل اوراتومیک و دانشیار مهمان فیزیک در مؤسسه فناوری کالیفرنیا، گفت که پیشرفت‌ها در محاسبات کوانتومی در حال سرعت بخشیدن به جدول زمانی برای ماشین‌های عملی و افزایش فشار برای مهاجرت به رمزنگاری مقاوم در برابر کوانتوم است.

بلووشتاین به دکریپت گفت: «مردم عادت کرده‌اند که کامپیوترهای کوانتومی همیشه 10 سال دیگر در دسترس خواهند بود. اما وقتی به جایی که کمی بیش از ده سال پیش بودیم نگاه می‌کنید، بهترین برآوردهای مورد نیاز برای الگوریتم شور یک میلیارد کیوبیت بود، در حالی که بهترین سیستم‌هایی که در آزمایشگاه داشتیم تقریباً پنج کیوبیت بود.»

سیستم‌های تصحیح خطای امروزی معمولاً به حدود 1000 کیوبیت فیزیکی نیاز دارند تا یک کیوبیت منطقی قابل اعتماد و واحد تصحیح شده برای انجام محاسبات ایجاد کنند. این سربار به افزایش برآوردهای سیستم‌های عملی مقاوم در برابر خطا به محدوده میلیون کیوبیت کمک کرده است و پیشرفت به سمت ماشین‌هایی که قادر به اجرای الگوریتم‌هایی هستند که می‌توانند رمزنگاری RSA و منحنی بیضوی مورد استفاده بیت‌کوین و اتریوم را تهدید کنند، کند کرده است.

بلووشتاین خاطرنشان کرد که سیستم‌های آزمایشگاهی فعلی در حال حاضر به 6000 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، رخ دهد.

وی گفت: «شما واقعاً می‌توانید افزایش اندازه سیستم و قابلیت کنترل را در طول زمان با کاهش اندازه سیستم مورد نیاز مشاهده کنید.»

در ماه سپتامبر، محققان مؤسسه فناوری کالیفرنیا از یک کامپیوتر کوانتومی اتمی خنثی رونمایی کردند که 6100 کیوبیت را با دقت 99.98٪ و زمان همخوانی 13 ثانیه اجرا می‌کند. این یک نقطه عطف به سمت ماشین‌های کوانتومی تصحیح شده از خطا بود که همچنین نگرانی‌ها در مورد تهدیدات آینده برای بیت‌کوین از الگوریتم شور را تجدید کرد.

این تهدید باعث شده است که دولت‌ها و شرکت‌های فناوری شروع به مهاجرت به رمزنگاری پس از کوانتوم کنند، یا رمزگذاری که برای مقاومت در برابر حملات کوانتومی طراحی شده است. با این حال، محققان هشدار می‌دهند که چالش‌های مهندسی بزرگی باقی مانده است، از جمله مقیاس‌بندی سیستم‌های کوانتومی در حالی که نرخ خطای بسیار پایینی را حفظ می‌کنند.

بلووشتاین گفت: «داشتن 10000 کیوبیت فیزیکی چیزی است که می‌تواند در عرض یک سال اتفاق بیفتد. اما این واقعاً همان چیزی نیست که مردم فکر می‌کنند هدف است. اینطور نیست که وقتی یک کامپیوتر طراحی می‌کنید، فقط ترانزیستورها را روی تراشه قرار می‌دهید، دست‌هایتان را می‌شویید و می‌گویید کارتان تمام شده است. این یک کار بسیار غیر بدیهی و فوق‌العاده پیچیده است که واقعاً بروید و یکی از اینها را بسازید.»

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

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

اگرچه صنعت ارزهای دیجیتال به طور فزاینده‌ای شروع به تمرکز بر ریسک کوانتومی کرده است، بلووشتاین گفت که این خطر فراتر از شبکه‌های بلاک‌چین است و نیاز به تغییراتی در سراسر بخش زیادی از دنیای دیجیتال مدرن دارد.

وی گفت: «من فکر می‌کنم کل زیرساخت دیجیتال جهان. این فقط بلاک‌چین نیست. این دستگاه‌های اینترنت اشیا، ارتباطات اینترنتی، روترها، ماهواره‌ها است. این کل زیرساخت دیجیتال جهانی را در بر می‌گیرد و پیچیده است.»