Ostatnie badania sugerują, że potężne komputery kwantowe zdolne do złamania współczesnego szyfrowania internetowego mogłyby wymagać zaledwie 10 000 kubitów, co stanowi znaczną redukcję w porównaniu z wcześniejszymi szacunkami dotyczącymi milionów. Rozwój ten przyspiesza moment pojawienia się potencjalnych zagrożeń dla cyberbezpieczeństwa i ma konsekwencje dla bezpieczeństwa w Internecie, finansów i infrastruktury krytycznej.
Zagrożenie dla szyfrowania
Przez lata zakładano, że złamanie powszechnie stosowanych standardów szyfrowania, takich jak kryptografia krzywych eliptycznych (ECC) i RSA-2048, będzie wymagało komputerów kwantowych z milionami stabilnych kubitów. Nowe obliczenia badaczy z Caltech i Oratomic mówią co innego. Komputer kwantowy z 9988 kubitami mógłby teoretycznie złamać ECC w około 1000 dni. Zwiększenie do 26 000 kubitów skróci ten okres do zaledwie jednego dnia. Standard RSA-2048, choć bardziej niezawodny, można złamać za pomocą 100 000 kubitów w około 10 dni.
To ważne, ponieważ: ECC jest podstawą zabezpieczenia wielu transakcji online, w tym kryptowalut takich jak Bitcoin, oraz chroni wrażliwe dane w wielu branżach.
Postępy w korekcji błędów kwantowych
Zmiana wymagań dotyczących kubitów wynika z ulepszeń w korekcji błędów kwantowych. Kubity są notorycznie niestabilne i podatne na błędy, które czynią obliczenia bezużytecznymi. Rozwój wydajniejszych technik korekcji błędów, zwłaszcza kodów parzystości kwantowej o małej gęstości, znacznie zmniejsza liczbę fizycznych kubitów wymaganych do utworzenia niezawodnego kubitu logicznego.
Te kody działają poprzez połączenie wielu wadliwych kubitów w jedno stabilne urządzenie, ale wcześniej wymagały znacznych nadmiarowych kubitów. Nowe techniki zwiększają wydajność kubitów logicznych, przybliżając praktyczne obliczenia kwantowe do rzeczywistości.
Wyścig o supremację kwantową
Wzrasta poczucie pilności. Badania przeprowadzone przez Iceberg Quantum w Sydney potwierdzają te ustalenia i szacują, że szyfrowanie RSA można pokonać w ciągu tygodnia przy użyciu około 100 000 kubitów. Google Quantum AI również przyczyniło się do tego, sugerując, że komputer z 500 000 kubitów działający przez kilka minut może zagrozić bezpieczeństwu kryptowalut.
To już nie jest tylko teoria: w pracach Oratomic zastosowano komputer kwantowy, w którym poszczególne atomy są manipulowane za pomocą laserów, co pozwala na bezpośrednią interakcję między kubitami – co jest niezbędnym elementem skutecznej korekcji błędów. Naukowcy firmy uważają, że technologia ta szybko staje się możliwa do osiągnięcia.
Co stanie się dalej
Wyścig w tworzeniu odpornych na awarie komputerów kwantowych stanowi obecnie kluczową kwestię w zakresie cyberbezpieczeństwa. Chociaż obliczenia te dostarczają wskazówek, dziedzina ta wciąż szybko się rozwija.
„Nadanie nazwy konkretnej liczbie to tylko jeden krok… Wciąż pozostaje wiele szczegółów do dopracowania.” – Jens Eisert, fizyk na Freie Universität Berlin.
Opracowanie standardów szyfrowania odpornych na kwanty staje się najwyższym priorytetem. W miarę postępu obliczeń kwantowych potencjał zakłócenia istniejących protokołów bezpieczeństwa nie jest już odległym zagrożeniem, ale bezpośrednią możliwością.
Wnioski są jasne: krajobraz bezpieczeństwa się zmienia i potrzebne są proaktywne środki, aby chronić krytyczne dane i infrastrukturę w erze obliczeń kwantowych.
