Сучасне інтернет-шифрування, яке захищає банківські операції, особисті дані та оновлення програмного забезпечення, опинилося під потенційною загрозою. Дослідники з компанії Alice & Bob, що спеціалізується на квантових обчисленнях, опублікували препринт дослідження, у якому оцінили ресурси, необхідні для зламу стандарту RSA-2048 за допомогою алгоритму Шора. Це математичний метод, розроблений Пітером Шором у 1994 році, який дозволяє експоненціально пришвидшити факторизацію великих чисел — основу захисту RSA.
Використання так званих «котячих» кубітів (cat qubits) дозволяє значно оптимізувати процес. На відміну від звичайних «трансмонних» кубітів, «котячі» кубіти, названі на честь уявного експерименту Шредінгера, складаються з фотонів, замкнених у крихітній металевій коробці. Їхня хвильова природа дозволяє ефективніше пригнічувати помилки типу «bit-flip», що робить систему стабільнішою. За розрахунками команди, для зламу RSA-2048 знадобиться архітектура з 22 593 кубітів, яка впорається із завданням за 3,14 доби.
Це суттєво менше за попередні прогнози, які вимагали мільйонів кубітів. Автори зазначають, що їхня оцінка — це «золота середина» між розміром квантової машини та часом обчислень. Якщо об’єднати 10 таких систем, отримавши загалом 610 530 кубітів, RSA-2048 можна буде зламати всього за 1,25 години. Дослідники підкреслюють: «Наскільки нам відомо, жодна опублікована архітектура не є меншою за такої швидкості, що ставить нас на межу розміру та швидкості одночасно».
У межах дослідження також оцінили ресурси, необхідні для обходу еліптичного шифрування, що захищає власність Bitcoin. Система з 29 588 «котячих» кубітів теоретично могла б це зробити за 61,8 хвилини. Проте автори зауважують, що транзакції в мережі Bitcoin відбуваються в межах 10-хвилинного блоку, тому для викрадення криптовалюти під час передачі знадобилися б значно швидші обчислення.
Важливо розуміти, що на сьогодні комп’ютера з 23 000 кубітів не існує. Найбільша сучасна система, розроблена інженерами Caltech, налічує 6 100 кубітів, проте це лише масив, а не функціональний комп’ютер. Крім того, існують значні технічні виклики: контроль температури, масштабованість та стабільність системи. Автори припускають, що до початку 2030-х років технології можуть досягти необхідного рівня, коли апаратне забезпечення та вимоги до ресурсів нарешті співпадуть.
Джерела: sciencealert.com
