Ang mga quantum computer na kayang lusawin ang modernong cryptography ay maaaring mangailangan ng mas kaunting qubits kaysa sa pinaniniwalaan noon, ayon sa bagong pananaliksik mula sa California Institute of Technology.

Sa pag-aaral na inilathala noong Lunes, nakipagtulungan ang Caltech sa Oratomic na nakabase sa Pasadena, isang startup ng quantum computing na itinatag ng mga mananaliksik ng Caltech, upang bumuo ng bagong neutral-atom system kung saan ang bawat atom ay nakulong at kinokontrol ng mga laser upang kumilos bilang qubits. Sa paggawa nito, ang isang fault-tolerant quantum computer ay maaaring patakbuhin ang Shor’s algorithm, na maaaring kumuha ng mga pribadong key mula sa mga pampublikong key na ginagamit sa elliptic-curve cryptography ng Bitcoin, sa kasing baba ng 10,000 reconfigurable na atomic qubits.

Sinabi ni Dolev Bluvstein, co-founder at CEO ng Oratomic, at visiting associate sa physics sa Caltech, na pinapabilis ng mga pagsulong sa quantum computing ang panahon para sa mga praktikal na makina at nagpapataas ng panggigipit upang lumipat sa quantum-resistant cryptography.

“Sanay ang mga tao na ang mga quantum computer ay laging 10 taon pa bago dumating,” sabi ni Bluvstein sa Decrypt. “Ngunit kung titingnan mo kung nasaan tayo mahigit sampung taon na ang nakalipas, ang pinakamahusay na pagtatantya ng kakailanganin para sa Shor’s algorithm ay isang bilyong qubits sa panahong ang pinakamahusay na system na mayroon tayo sa lab ay humigit-kumulang limang qubits.”

Ang pinakakaraniwang sistema ng pagwawasto ng error ngayon ay karaniwang nangangailangan ng humigit-kumulang 1,000 pisikal na qubits upang makalikha ng isang maaasahan, lohikal na qubit, ang unit na may pagwawasto ng error na ginagamit upang magsagawa ng mga kalkulasyon. Ang karagdagang gastos na iyon ay nakatulong upang itulak ang mga pagtatantya para sa mga praktikal na fault-tolerant system sa saklaw ng milyon-milyong qubits, na nagpapabagal sa pag-unlad patungo sa mga makina na may kakayahang magpatakbo ng mga algorithm na maaaring magbanta sa RSA at elliptic-curve cryptography na ginagamit ng Bitcoin at Ethereum.

Binanggit ni Bluvstein na ang kasalukuyang system sa lab ay papalapit na—at sa ilang pagkakataon ay lumalagpas pa—sa 6,000 pisikal na qubits. Sa madaling salita, ang panganib sa cryptography ay maaaring mas maaga kaysa sa inaasahan ng mga eksperto.

“Makikita mo talaga ang pagtaas ng laki ng system at kontrolabilidad sa paglipas ng panahon habang bumababa ang kinakailangang laki ng system,” aniya.

Noong Setyembre, inihayag ng mga mananaliksik ng Caltech ang isang neutral-atom quantum computer na nagpapatakbo ng 6,100 qubits na may 99.98% katumpakan at 13-segundong coherence time. Ito ay isang mahalagang hakbang patungo sa mga error-corrected quantum machine na nagpapanibago rin ng pag-aalala tungkol sa mga banta sa hinaharap sa Bitcoin mula sa Shor’s algorithm.

Ang banta ay nagtulak sa mga pamahalaan at kumpanya ng teknolohiya na simulan ang paglipat sa post-quantum cryptography, o encryption na dinisenyo upang makatagal sa mga quantum attack. Gayunpaman, binabalaan ng mga mananaliksik na nananatili ang malalaking hamon sa engineering, kabilang ang pagpapalaki ng mga quantum system habang pinapanatili ang napakababang antas ng error.

“Ang pagkakaroon lamang ng 10,000 pisikal na qubits ay isang bagay na maaaring mangyari sa loob ng isang taon,” sabi ni Bluvstein. “Ngunit hindi iyan ang layunin na iniisip ng mga tao. Hindi ito tulad ng kapag nagdidisenyo ka ng computer, ilalagay mo lang ang mga transistor sa chip, maghuhugas ng kamay, at sasabihing tapos ka na. Ito ay isang lubhang hindi simple, napakakumplikadong gawain ang aktwal na gumawa ng isa sa mga ito.”

Sa kabila nito, sinabi ni Bluvstein na maaaring lumitaw ang isang praktikal na quantum computer bago matapos ang dekada.

Ang balita ay dumating habang iniulat ng mga mananaliksik ng Google ang mga bagong natuklasan noong Martes, na nagmumungkahi na ang mga quantum computer sa hinaharap ay maaaring basagin ang elliptic curve cryptography sa mas kaunting resources kaysa sa naisip noon. Nagdagdag iyon ng pagkaapurahan sa mga panawagan para sa paglipat sa post-quantum cryptography bago maging viable ang mga naturang makina.

Bagama’t ang industriya ng cryptocurrency ay lalong nagsimulang tumutok sa panganib ng quantum, sinabi ni Bluvstein na ang panganib na iyon ay lumalawak nang lampas sa mga blockchain network at nangangailangan ng mga pagbabago sa malaking bahagi ng modernong digital na mundo.

“Sa tingin ko ang buong digital na imprastraktura ng mundo. Hindi lang ito blockchain. Ito ay mga device ng internet of things, komunikasyon sa internet, mga router, mga satellite,” aniya. “Sinasaklaw nito ang buong pandaigdigang digital na imprastraktura, at kumplikado ito.”