कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (Caltech) के नए शोध के अनुसार, आधुनिक क्रिप्टोग्राफी को तोड़ने में सक्षम क्वांटम कंप्यूटरों को पहले की तुलना में बहुत कम क्यूबिट्स की आवश्यकता हो सकती है।

सोमवार को प्रकाशित अध्ययन में, कैलटेक ने पासाडेना स्थित ओराटोमिक (Oratomic) के साथ काम किया, जो कैलटेक शोधकर्ताओं द्वारा स्थापित एक क्वांटम कंप्यूटिंग स्टार्टअप है, ताकि एक नया न्यूट्रल-एटम सिस्टम विकसित किया जा सके जिसमें व्यक्तिगत परमाणुओं को क्यूबिट्स के रूप में कार्य करने के लिए लेजर से फंसाया और नियंत्रित किया जाता है। ऐसा करने से एक फॉल्ट-टॉलरेंट क्वांटम कंप्यूटर शोर के एल्गोरिथम को चला सकेगा, जो बिटकॉइन की एलिप्टिक-कर्व क्रिप्टोग्राफी में उपयोग की जाने वाली सार्वजनिक कुंजियों से निजी कुंजियों को प्राप्त कर सकता है, जिसमें केवल 10,000 पुनर्संरचना योग्य परमाणु क्यूबिट्स की आवश्यकता होगी।

ओराटोमिक के सह-संस्थापक और सीईओ डोलेव ब्लुवस्टीन, जो कैलटेक में भौतिकी के विजिटिंग एसोसिएट हैं, ने कहा कि क्वांटम कंप्यूटिंग में प्रगति व्यावहारिक मशीनों के लिए समय-सीमा को तेज कर रही है और क्वांटम-प्रतिरोधी क्रिप्टोग्राफी में माइग्रेट करने का दबाव बढ़ा रही है।

ब्लुवस्टीन ने डिक्रिप्ट को बताया, “लोग क्वांटम कंप्यूटरों को हमेशा 10 साल दूर मानते हैं।” “लेकिन जब आप देखते हैं कि हम दस साल पहले कहाँ थे, तो शोर के एल्गोरिदम के लिए जो सर्वोत्तम अनुमान लगाए गए थे, वे एक अरब क्यूबिट्स थे, जबकि उस समय हमारे पास प्रयोगशाला में सर्वोत्तम सिस्टम लगभग पाँच क्यूबिट्स के थे।”

आज के सबसे आम त्रुटि-सुधार (error-correction) प्रणालियों को अक्सर एक विश्वसनीय, लॉजिकल क्यूबिट बनाने के लिए लगभग 1,000 भौतिक क्यूबिट्स की आवश्यकता होती है, जो गणना करने के लिए उपयोग की जाने वाली त्रुटि-सुधारित इकाई है। इस ओवरहेड ने व्यावहारिक फॉल्ट-टॉलरेंट सिस्टम के अनुमानों को मिलियन-क्यूबिट रेंज में धकेल दिया है, जिससे उन मशीनों की प्रगति धीमी हो गई है जो RSA और बिटकॉइन और एथेरियम द्वारा उपयोग की जाने वाली एलिप्टिक-कर्व क्रिप्टोग्राफी को खतरे में डाल सकने वाले एल्गोरिदम को चलाने में सक्षम हैं।

ब्लुवस्टीन ने बताया कि वर्तमान प्रयोगशाला प्रणालियाँ पहले से ही 6,000 भौतिक क्यूबिट्स के करीब पहुँच रही हैं — और कुछ मामलों में इससे अधिक भी हैं। दूसरे शब्दों में, क्रिप्टोग्राफी का जोखिम विशेषज्ञों द्वारा पहले की उम्मीद से कहीं अधिक जल्द हो सकता है।

उन्होंने कहा, “आप वास्तव में देख सकते हैं कि जैसे-जैसे आवश्यक सिस्टम का आकार घटता है, समय के साथ सिस्टम का आकार और नियंत्रणीयता बढ़ती जा रही है।”

सितंबर में, कैलटेक के शोधकर्ताओं ने एक न्यूट्रल-एटम क्वांटम कंप्यूटर का खुलासा किया जो 6,100 क्यूबिट्स के साथ 99.98% सटीकता और 13-सेकंड के सामंजस्य समय (coherence times) पर काम कर रहा था। यह त्रुटि-सुधारित क्वांटम मशीनों की दिशा में एक मील का पत्थर था, जिसने शोर के एल्गोरिदम से बिटकॉइन के भविष्य के खतरों के बारे में भी चिंताओं को नवीनीकृत किया।

इस खतरे ने सरकारों और प्रौद्योगिकी फर्मों को पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी, या क्वांटम हमलों का सामना करने के लिए डिज़ाइन की गई एन्क्रिप्शन, की ओर माइग्रेट करना शुरू करने के लिए प्रेरित किया है। हालांकि, शोधकर्ताओं ने चेतावनी दी है कि प्रमुख इंजीनियरिंग चुनौतियां अभी भी बनी हुई हैं, जिनमें क्वांटम सिस्टम को अत्यधिक कम त्रुटि दरों को बनाए रखते हुए स्केलिंग करना शामिल है।

ब्लुवस्टीन ने कहा, “केवल 10,000 भौतिक क्यूबिट्स का होना कुछ ऐसा है जो एक साल के भीतर हो सकता है।” “लेकिन यह वास्तव में वह लक्ष्य नहीं है जो लोग सोचते हैं। यह ऐसा नहीं है कि जब आप एक कंप्यूटर डिज़ाइन करते हैं, तो आप बस चिप पर ट्रांजिस्टर डालते हैं, हाथ धोते हैं, और कहते हैं कि आपका काम हो गया। वास्तव में ऐसा कुछ बनाने के लिए यह एक अत्यधिक गैर-तुच्छ, अत्यंत जटिल कार्य है।”

इसके बावजूद, ब्लुवस्टीन ने कहा कि एक व्यावहारिक क्वांटम कंप्यूटर इस दशक के अंत से पहले सामने आ सकता है।

यह खबर तब आई जब गूगल के शोधकर्ताओं ने मंगलवार को नए निष्कर्षों की सूचना दी, जिसमें सुझाव दिया गया कि भविष्य के क्वांटम कंप्यूटर पहले की तुलना में कम संसाधनों के साथ एलिप्टिक कर्व क्रिप्टोग्राफी को तोड़ सकते हैं। इसने ऐसी मशीनों के व्यवहार्य होने से पहले पोस्ट-क्वांटम क्रिप्टोग्राफी में संक्रमण के आह्वान में तात्कालिकता जोड़ दी।

हालांकि क्रिप्टोकरेंसी उद्योग तेजी से क्वांटम जोखिम पर ध्यान केंद्रित करने लगा है, ब्लुवस्टीन ने कहा कि यह जोखिम ब्लॉकचेन नेटवर्क से कहीं अधिक फैला हुआ है और आधुनिक डिजिटल दुनिया के अधिकांश हिस्सों में बदलाव की आवश्यकता है।

“मुझे लगता है कि यह पूरी दुनिया का डिजिटल इंफ्रास्ट्रक्चर है। यह सिर्फ ब्लॉकचेन नहीं है। यह इंटरनेट ऑफ थिंग्स डिवाइस, इंटरनेट संचार, राउटर, उपग्रह हैं,” उन्होंने कहा। “यह पूरे वैश्विक डिजिटल इंफ्रास्ट्रक्चर में फैला हुआ है, और यह जटिल है।”