根據加州理工學院的新研究，能夠破解現代密碼學的量子電腦所需的量子位元可能遠少於先前的預期。

在週一發表的研究中，加州理工學院與由其研究人員創立的帕薩迪納量子運算新創公司 Oratomic 合作，開發了一種新的中性原子系統，其中個別原子被雷射捕獲和控制以充當量子位元。這樣一來，一台容錯量子電腦可能只需 1 萬個可重新配置的原子量子位元，就能運行秀爾演算法，從比特幣橢圓曲線密碼學中使用的公鑰推導出私鑰。

Oratomic 共同創辦人兼執行長 Dolev Bluvstein（加州理工學院物理學訪問學者）表示，量子運算的進步正在加速實用機器的上市時間，並增加了轉向抗量子密碼學的壓力。

Bluvstein 告訴 Decrypt：「人們習慣於量子電腦總是遙不可及，還有十年才能實現。但是，如果你回顧十多年前，當時對秀爾演算法所需量子位元的最佳估計是一億個，而當時實驗室中最好的系統大約只有五個量子位元。」

現今最常見的錯誤修正系統通常需要大約 1,000 個物理量子位元才能創建一個可靠的邏輯量子位元，這是用於執行計算的錯誤修正單元。這種額外開銷使得實用容錯系統的估計值達到百萬量子位元範圍，減緩了開發能夠運行可能威脅比特幣和以太坊所使用的 RSA 和橢圓曲線密碼學演算法的機器的進度。

Bluvstein 指出，目前的實驗室系統已經接近，甚至在某些情況下超過了 6,000 個物理量子位元。換句話說，密碼學風險可能比專家先前預期的更早到來。

他說：「你可以清楚地看到，隨著所需系統規模的縮小，系統規模和可控性正隨著時間推移而增加。」

九月，加州理工學院研究人員公佈了一台運行 6,100 個量子位元的中性原子量子電腦，其準確度達 99.98%，相干時間為 13 秒。這是邁向錯誤修正量子機器的一個里程碑，也重新引發了對秀爾演算法未來對比特幣構成威脅的擔憂。

這一威脅已促使各國政府和科技公司開始轉向後量子密碼學，即旨在抵禦量子攻擊的加密技術。然而，研究人員警告說，仍然存在重大的工程挑戰，包括在保持極低錯誤率的同時擴展量子系統。

Bluvstein 說：「單單擁有 1 萬個物理量子位元，這在一年內就可能實現。但那並非人們所認為的終極目標。這不像設計一台電腦，你只是把電晶體放在晶片上，然後洗洗手說你完成了。實際建造一台這樣的機器，是一個極其複雜且非同小可的任務。」

儘管如此，Bluvstein 表示，一台實用的量子電腦可能在本世紀末之前問世。

這消息傳出之際，Google 研究人員週二發布了新發現，指出未來的量子電腦可能以比先前想像更少的資源破解橢圓曲線密碼學。這使得在這些機器變得可行之前，轉向後量子密碼學的呼籲變得更加緊迫。

儘管加密貨幣產業日益關注量子風險，但 Bluvstein 表示，這種風險遠不止於區塊鏈網路，它需要現代數位世界的大部分領域進行變革。

他說：「我認為這關乎整個世界的數位基礎設施。不僅是區塊鏈，還有物聯網設備、網路通訊、路由器、衛星等。它涵蓋了全球所有數位基礎設施，而且情況很複雜。」