Исследователи Калифорнийского технологического института (Калтех) заявили, что квантовые компьютеры, способные взломать криптографию Биткоина и Эфириума, могут потребовать всего 10 000–20 000 кубитов – на порядки меньше, чем считалось ранее. Современные лабораторные системы уже оперируют более чем 6 000 кубитов, а значит, угроза ближе, чем привыкло думать криптосообщество.
Содержание
Квантовый компьютер – это машина, которая использует законы квантовой физики для вычислений. Вместо обычных битов (0 или 1) она работает с кубитами, которые могут находиться сразу в нескольких состояниях одновременно. Это позволяет решать определённые задачи экспоненциально быстрее классических компьютеров.
Главная угроза для криптовалют – алгоритм Шора. Он позволяет квантовому компьютеру вычислить приватный ключ из публичного. Биткоин и Эфириум используют криптографию на эллиптических кривых, которая сегодня считается надёжной, но теоретически уязвима перед достаточно мощной квантовой машиной.
До сих пор оценки требовали миллионов кубитов для запуска алгоритма Шора против реальной криптографии. Это связано с тем, что современные системы коррекции ошибок расходуют около 1 000 физических кубитов на один надёжный логический кубит. Новое исследование Калтеха радикально меняет эти расчёты.
Статья, опубликованная в понедельник, описывает новый подход к коррекции ошибок для квантовых компьютеров на нейтральных атомах. В таких системах отдельные атомы удерживаются и управляются лазерами, выполняя роль кубитов. Калтех разработал архитектуру совместно со стартапом Oratomic, основанным исследователями института.
Ключевой результат: отказоустойчивый квантовый компьютер на базе этой архитектуры может запустить алгоритм Шора, используя всего 10 000 реконфигурируемых атомных кубитов. Для сравнения, ещё чуть более десяти лет назад наилучшие оценки требовали миллиарда кубитов, а лучшие лабораторные системы располагали примерно пятью.
«Люди привыкли, что квантовые компьютеры всегда будут через 10 лет», – сказал Долев Блувштейн, сооснователь и CEO Oratomic, приглашённый исследователь по физике в Калтехе. – «Но если посмотреть, где мы были чуть более десяти лет назад, прогресс очевиден».
Ещё в сентябре Калтех продемонстрировал квантовый компьютер на нейтральных атомах с 6 100 кубитами, точностью 99,98% и временем когерентности 13 секунд. Блувштейн отметил, что текущие лабораторные системы уже приближаются к отметке в 6 000 физических кубитов, а в ряде случаев превышают её.
Криптография Биткоина и Эфириума может оказаться уязвимой перед квантовыми вычислениями
«Просто получить 10 000 физических кубитов – это то, что может произойти в течение года», – заявил Блувштейн. Однако он тут же оговорился: наличие кубитов – это ещё далеко не работающий компьютер. «Это не так, что вы ставите транзисторы на чип, отряхиваете руки и говорите, что всё готово. Это крайне нетривиальная, невероятно сложная задача».
Несмотря на оговорки об инженерных сложностях, Блувштейн полагает, что практический квантовый компьютер может появиться до конца десятилетия. Это совпадает с оценками Google, который на прошлой неделе опубликовал формальный план перехода на постквантовую криптографию к 2029 году.
Параллельно Google опубликовал собственное исследование, показывающее, что будущие квантовые машины могут взломать криптографию на эллиптических кривых с меньшим количеством ресурсов, чем считалось ранее. Исследователи предупредили, что так называемый «Q-Day» – день, когда квантовые компьютеры смогут реально угрожать криптографии – может наступить уже к 2032 году.
Что это означает для крипторынка:
Блувштейн подчеркнул, что угроза выходит далеко за пределы блокчейна. «Это не только блокчейн. Это устройства интернета вещей, интернет-коммуникации, роутеры, спутники – вся глобальная цифровая инфраструктура», – сказал он.
Криптоиндустрия только начинает серьёзно реагировать на квантовую угрозу. Ethereum Foundation создал специальную группу по постквантовой безопасности. В экосистеме Биткоина дискуссии о переходе на квантово-устойчивые алгоритмы ведутся, но конкретных сроков нет.
Правительства и технологические компании уже начали миграцию на постквантовую криптографию – шифрование, разработанное специально для противостояния квантовым атакам. Однако исследователи предупреждают, что масштабировать квантовые системы при сохранении предельно низкого уровня ошибок остаётся серьёзнейшей инженерной проблемой.
Стремительный рост числа кубитов в квантовых компьютерах за последнее десятилетие
Интересный рыночный индикатор: токен Quantum Resistant Ledger (QRL) – проекта, позиционирующего себя как квантово-устойчивый блокчейн – показал рост более чем на 52% на фоне новостей о квантовой угрозе. Это демонстрирует, что рынок уже начинает оценивать квантовые риски в ценах.
Гонка между развитием квантовых вычислений и переходом блокчейнов на новую криптографию станет одной из определяющих тем для крипторынка во второй половине десятилетия. Ключевой вопрос – успеют ли Биткоин и Эфириум обновить свою защиту до того, как квантовые машины станут достаточно мощными. Ближайший маркер – появление систем с 10 000+ кубитов, которое, по оценкам Калтеха, может произойти уже в течение года.
