ビットコインよ注意せよ：暗号を破る量子コンピューターは予想より近いかもしれない、とCaltechが発表

カリフォルニア工科大学の新しい研究によると、現代の暗号を解読できる量子コンピュータは、従来考えられていたよりもはるかに少ない量子ビットで済む可能性がある。

月曜日に発表された研究で、CaltechはCaltech研究者によって設立された量子コンピューティングスタートアップであるパサデナを拠点とするOratomicと協力し、個々の原子をレーザーで捕捉および制御して量子ビットとして機能させる新しい中性原子システムを開発した。これにより、耐障害性を持つ量子コンピュータがショアのアルゴリズムを実行できるようになり、わずか10,000個の再構成可能な原子量子ビットで、Bitcoinの楕円曲線暗号で使用される公開鍵から秘密鍵を導出できる可能性がある。

Caltechの物理学客員准教授であるOratomicの共同創設者兼CEOのDolev Bluvsteinは、量子コンピューティングの進歩により実用的なマシンのタイムラインが加速され、量子耐性暗号への移行圧力が高まっていると述べた。

「量子コンピュータは常に10年先のものだと人々は思っていました」とBluvsteinはDecryptに語った。「しかし、10年ちょっと前を振り返ると、ショアのアルゴリズムに必要とされるものの最良の推定値は10億量子ビットでしたが、当時ラボにあった最良のシステムはわずか5量子ビット程度でした。」

今日の最も一般的なエラー訂正システムは、計算の実行に使用されるエラー訂正されたユニットである信頼性の高い論理量子ビットを1つ作成するために、約1,000個の物理量子ビットを必要とすることが多い。このオーバーヘッドにより、実用的な耐障害性システムの推定値は100万量子ビット範囲に押し上げられ、BitcoinやEthereumで使用されているRSAおよび楕円曲線暗号を脅かす可能性のあるアルゴリズムを実行できるマシンへの進歩が遅くなっている。

Bluvsteinは、現在のラボシステムはすでに6,000個の物理量子ビットに近づいており、場合によってはそれを超えていると指摘した。言い換えれば、暗号のリスクは専門家が以前予想していたよりもはるかに早く訪れる可能性がある。

「必要なシステムサイズが減少するにつれて、システムサイズと制御性が時間とともに増加していることが本当にわかります」と彼は述べた。

9月、Caltechの研究者は、99.98%の精度と13秒のコヒーレンス時間で6,100量子ビットを動作させる中性原子量子コンピュータを発表した。これはエラー訂正された量子マシンへのマイルストーンであり、ショアのアルゴリズムによるBitcoinへの将来の脅威に関する懸念も新たにした。

この脅威により、政府や技術企業は、量子攻撃に耐えるように設計された暗号化であるポスト量子暗号への移行を開始している。しかし、研究者たちは、極めて低いエラー率を維持しながら量子システムをスケーリングすることを含め、大きな技術的課題が残っていると警告している。

「10,000個の物理量子ビットを持つことは、1年以内に起こり得ることです」とBluvsteinは述べた。「しかし、それは人々が思っているゴールポストではありません。コンピュータを設計するときに、トランジスタをチップに載せて、手を洗って完了というわけではありません。実際にこれらの1つを構築することは、非常に自明ではない、極めて複雑なタスクです。」

それにもかかわらず、Bluvsteinは、実用的な量子コンピュータが10年代の終わりまでに登場する可能性があると述べた。

このニュースは、Googleの研究者が火曜日に新しい調査結果を報告し、将来の量子コンピュータが以前考えられていたよりも少ないリソースで楕円曲線暗号を破る可能性があることを示唆したことを受けてのものである。これにより、そのようなマシンが実用化される前にポスト量子暗号への移行を求める声がさらに緊急性を増した。

暗号資産業界は量子リスクに焦点を当て始めているが、Bluvsteinは、そのリスクはブロックチェーンネットワークをはるかに超えて広がり、現代のデジタル世界の多くにわたって変更が必要であると述べた。

「世界全体のデジタルインフラストラクチャだと思います。ブロックチェーンだけではありません。IoTデバイス、インターネット通信、ルーター、衛星です」と彼は述べた。「それは世界全体のデジタルインフラストラクチャに及び、複雑です。」