Los ordenadores cuánticos capaces de romper la criptografía moderna podrían requerir muchos menos cúbits de lo que se creía anteriormente, según una nueva investigación del Instituto Tecnológico de California.

En el estudio publicado el lunes, Caltech colaboró con Oratomic, una startup de computación cuántica con sede en Pasadena fundada por investigadores de Caltech, para desarrollar un nuevo sistema de átomos neutros en el que los átomos individuales son atrapados y controlados con láseres para actuar como cúbits. Hacer esto podría permitir que un ordenador cuántico tolerante a fallos ejecute el algoritmo de Shor, el cual podría derivar claves privadas a partir de las claves públicas utilizadas en la criptografía de curva elíptica de Bitcoin, con tan solo 10.000 cúbits atómicos reconfigurables.

Dolev Bluvstein, cofundador y CEO de Oratomic, y asociado visitante de física en Caltech, afirmó que los avances en la computación cuántica están acelerando el calendario para las máquinas prácticas y aumentando la presión para migrar a la criptografía resistente a la cuántica.

“La gente está acostumbrada a que los ordenadores cuánticos siempre estén a 10 años de distancia”, dijo Bluvstein a Decrypt. “Pero si nos fijamos dónde estábamos hace poco más de diez años, las mejores estimaciones de lo que se requeriría para el algoritmo de Shor eran mil millones de cúbits en un momento en que los mejores sistemas que teníamos en el laboratorio eran aproximadamente cinco cúbits.”

Los sistemas de corrección de errores más comunes hoy en día a menudo requieren alrededor de 1.000 cúbits físicos para crear un único cúbit lógico fiable, la unidad corregida por errores utilizada para realizar cálculos. Esta sobrecarga ha ayudado a empujar las estimaciones de sistemas prácticos tolerantes a fallos al rango de millones de cúbits, ralentizando el progreso hacia máquinas capaces de ejecutar algoritmos que podrían amenazar la criptografía RSA y de curva elíptica utilizada por Bitcoin y Ethereum.

Bluvstein señaló que los sistemas de laboratorio actuales ya se están acercando, y en algunos casos superando, los 6.000 cúbits físicos. En otras palabras, el riesgo criptográfico podría materializarse mucho antes de lo que los expertos esperaban.

“Se puede ver realmente cómo el tamaño y la controlabilidad del sistema aumentan con el tiempo a medida que el tamaño del sistema requerido disminuye”, afirmó.

En septiembre, investigadores de Caltech revelaron un ordenador cuántico de átomos neutros que operaba con 6.100 cúbits con un 99,98% de precisión y tiempos de coherencia de 13 segundos. Fue un hito hacia las máquinas cuánticas con corrección de errores que también renovó las preocupaciones sobre futuras amenazas a Bitcoin por parte del algoritmo de Shor.

La amenaza ha llevado a gobiernos y empresas tecnológicas a empezar a migrar a la criptografía post-cuántica, o cifrado diseñado para resistir ataques cuánticos. Los investigadores, sin embargo, advierten que persisten importantes desafíos de ingeniería, incluida la escalabilidad de los sistemas cuánticos manteniendo tasas de error extremadamente bajas.

“Simplemente tener 10.000 cúbits físicos es algo que podría suceder en un año”, dijo Bluvstein. “Pero ese no es realmente el hito que la gente cree que es. No es como cuando diseñas un ordenador, simplemente pones los transistores en el chip, te lavas las manos y dices que ya está. Es una tarea muy no trivial, extremadamente complicada, construir uno de estos en la práctica.”

A pesar de esto, Bluvstein dijo que un ordenador cuántico práctico podría surgir antes de que termine la década.

La noticia llega cuando investigadores de Google informaron nuevos hallazgos el martes, sugiriendo que futuros ordenadores cuánticos podrían romper la criptografía de curva elíptica con menos recursos de lo que se pensaba. Esto añadió urgencia a los llamamientos para una transición a la criptografía post-cuántica antes de que dichas máquinas sean viables.

Aunque la industria de las criptomonedas ha comenzado a centrarse cada vez más en el riesgo cuántico, Bluvstein dijo que ese riesgo se extiende mucho más allá de las redes blockchain y requiere cambios en gran parte del mundo digital moderno.

“Creo que toda la infraestructura digital del mundo. No es solo blockchain. Son los dispositivos de Internet de las Cosas, la comunicación por internet, los routers, los satélites”, dijo. “Abarca toda la infraestructura digital global, y es complicado.”