加州理工学院的最新研究表明，能够破解现代加密技术的量子计算机可能只需要比预期少得多的量子比特。
量子威胁加速逼近
根据周一发表的研究，加州理工学院与帕萨迪纳的量子计算初创公司Oratomic合作，开发了一种新的中性原子系统，其中单个原子被激光捕获和控制以充当量子比特。这样做可能使容错量子计算机运行肖尔算法，该算法可以从比特币椭圆曲线加密中使用的公钥推导出私钥，仅需10,000个可重构的原子量子比特。
Oratomic联合创始人兼首席执行官Dolev Bluvstein表示，量子计算的进展正在加速实用机器的时间表，并增加了迁移到抗量子加密的压力。
“人们习惯于认为量子计算机总是还有10年之遥，”Bluvstein告诉Decrypt。”但当你看看十多年前的情况时，对肖尔算法所需的最佳估计是10亿个量子比特，而当时实验室中最好的系统大约只有5个量子比特。”
今天最常见的纠错系统通常需要大约1,000个物理量子比特来创建一个可靠的逻辑量子比特，这是用于执行计算的纠错单元。这种开销帮助将实用容错系统的估计推向了百万量子比特范围，减缓了能够运行可能威胁比特币和以太坊使用的RSA和椭圆曲线加密算法的机器的进展。
Bluvstein指出，当前的实验室系统已经接近——在某些情况下甚至超过——6,000个物理量子比特。换句话说，加密风险可能比专家先前预期的要早得多。
“你可以真正看到系统规模和可控性随着时间的推移而增加，而所需的系统规模却在下降，”他说。
技术突破与时间表
去年9月，加州理工学院的研究人员展示了一台运行6,100个量子比特的中性原子量子计算机，准确率达到99.98%，相干时间为13秒。这是迈向纠错量子机器的一个里程碑，同时也重新引发了人们对肖尔算法未来对比特币威胁的担忧。
这一威胁促使政府和技术公司开始迁移到后量子加密，即设计用于抵御量子攻击的加密。然而，研究人员警告说，重大的工程挑战仍然存在，包括在保持极低错误率的同时扩展量子系统。
“仅仅拥有10,000个物理量子比特是可能在未来一年内发生的事情，”Bluvstein说。”但这真的不是人们认为的里程碑。这不像设计计算机时，你只需将晶体管放在芯片上，洗手后就说完成了。实际上构建其中一台机器是一项高度非平凡、极其复杂的任务。”
尽管如此，Bluvstein表示，一台实用的量子计算机可能在本十年结束前出现。
全球数字基础设施面临风险
这一消息发布之际，谷歌研究人员周二报告了新的发现，表明未来的量子计算机可能比先前认为的用更少的资源破解椭圆曲线加密。这增加了在量子计算机变得可行之前过渡到后量子加密的紧迫性。
尽管加密货币行业越来越开始关注量子风险，但Bluvstein表示，这种风险远远超出了区块链网络，需要改变现代数字世界的许多方面。
“我认为是整个世界的数字基础设施。不仅仅是区块链。它是物联网设备、互联网通信、路由器、卫星，”他说。”它涵盖了整个全球数字基础设施，而且很复杂。”
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