انتبه يا بيتكوين: أجهزة الكمبيوتر الكم القادرة على كسر التشفير قد تكون أقرب مما كان متوقعًا، وفقًا لمعهد كالتك

قد تتطلب أجهزة الكمبيوتر الكمومية القادرة على كسر التشفير الحديث كيوبتات أقل بكثير مما كان يُعتقد سابقاً، وفقاً لبحث جديد من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.

في الدراسة التي نُشرت يوم الاثنين، عمل معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا مع Oratomic ومقرها باسادينا، وهي شركة ناشئة في مجال الحوسبة الكمومية أسسها باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، لتطوير نظام جديد للذرات المحايدة حيث يتم احتجاز الذرات الفردية والتحكم فيها بالليزر لتعمل ككيوبتات. يمكن أن يسمح ذلك لجهاز كمبيوتر كمومي متسامح مع الأخطاء بتشغيل خوارزمية شور، والتي يمكن أن تشتق المفاتيح الخاصة من المفاتيح العامة المستخدمة في تشفير المنحنى الإهليلجي للبيتكوين، بما لا يقل عن 10,000 كيوبت ذري قابل لإعادة التكوين.

قال المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لـ Oratomic، دوليف بلوفشتاين، الأستاذ الزائر في الفيزياء بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، إن التطورات في الحوسبة الكمومية تسرع الجدول الزمني للآلات العملية وتزيد الضغط للانتقال إلى التشفير المقاوم للكم.

"اعتاد الناس على أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية دائماً على بعد 10 سنوات"، قال بلوفشتاين لـ Decrypt. "ولكن عندما تنظر إلى أين كنا قبل أكثر من عشر سنوات بقليل، كانت أفضل التقديرات لما سيُطلب لخوارزمية شور هي مليار كيوبت في وقت كانت فيه أفضل الأنظمة لدينا في المختبر حوالي خمسة كيوبتات."

غالباً ما تتطلب أنظمة تصحيح الأخطاء الأكثر شيوعاً اليوم حوالي 1,000 كيوبت فعلي لإنشاء كيوبت منطقي واحد موثوق، وهي الوحدة المصححة للأخطاء المستخدمة لإجراء الحسابات. ساعدت هذه التكلفة الإضافية في دفع تقديرات الأنظمة العملية المتسامحة مع الأخطاء إلى نطاق مليون كيوبت، مما أبطأ التقدم نحو الآلات القادرة على تشغيل الخوارزميات التي يمكن أن تهدد تشفير RSA وتشفير المنحنى الإهليلجي المستخدم من قبل البيتكوين والإيثريوم.

أشار بلوفشتاين إلى أن الأنظمة المختبرية الحالية تقترب بالفعل - وتتجاوز في بعض الحالات - 6,000 كيوبت فعلي. بمعنى آخر، قد تكون مخاطر التشفير أقرب بكثير مما توقعه الخبراء سابقاً.

"يمكنك حقاً أن ترى حجم النظام وقابلية التحكم تزداد بمرور الوقت مع انخفاض حجم النظام المطلوب"، قال.

في سبتمبر، كشف باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا عن جهاز كمبيوتر كمومي بذرات محايدة يعمل بـ 6,100 كيوبت بدقة 99.98٪ وأوقات تماسك 13 ثانية. كانت هذه معلماً نحو آلات كمومية مصححة للأخطاء جددت أيضاً المخاوف بشأن التهديدات المستقبلية للبيتكوين من خوارزمية شور.

دفع التهديد الحكومات وشركات التكنولوجيا إلى البدء في الانتقال إلى التشفير ما بعد الكمي، أو التشفير المصمم لمقاومة الهجمات الكمومية. ومع ذلك، يحذر الباحثون من أن التحديات الهندسية الكبرى لا تزال قائمة، بما في ذلك توسيع نطاق الأنظمة الكمومية مع الحفاظ على معدلات خطأ منخفضة للغاية.

"مجرد امتلاك 10,000 كيوبت فعلي هو شيء يمكن أن يحدث في غضون عام"، قال بلوفشتاين. "لكن هذا حقاً ليس الهدف الذي يعتقده الناس. ليس الأمر كما لو أنك عندما تصمم جهاز كمبيوتر، فإنك تضع الترانزستورات على الرقاقة فقط، وتغسل يديك، وتقول إنك انتهيت. إنها مهمة غير تافهة للغاية ومعقدة للغاية لبناء واحد من هذه فعلياً."

على الرغم من ذلك، قال بلوفشتاين إن جهاز كمبيوتر كمومي عملي يمكن أن يظهر قبل نهاية العقد.

تأتي الأخبار بينما أفاد باحثو Google بنتائج جديدة يوم الثلاثاء، تشير إلى أن أجهزة الكمبيوتر الكمومية المستقبلية يمكن أن تكسر تشفير المنحنى الإهليلجي بموارد أقل مما كان يُعتقد سابقاً. أضاف ذلك إلحاحاً إلى الدعوات للانتقال إلى التشفير ما بعد الكمي قبل أن تصبح مثل هذه الآلات قابلة للتطبيق.

على الرغم من أن صناعة العملة المشفرة بدأت بشكل متزايد في التركيز على المخاطر الكمومية، قال بلوفشتاين إن تلك المخاطر تمتد إلى ما هو أبعد من شبكات البلوكشين وتتطلب تغييرات عبر الكثير من العالم الرقمي الحديث.

"أعتقد أن البنية التحتية الرقمية للعالم بأسره. ليس مجرد البلوكشين. إنها أجهزة إنترنت الأشياء، والاتصالات عبر الإنترنت، وأجهزة التوجيه، والأقمار الصناعية"، قال. "إنها تمتد عبر البنية التحتية الرقمية العالمية بأكملها، وهي معقدة."