Attention Bitcoin : les ordinateurs quantiques capables de casser la cryptographie pourraient être plus proches que prévu, selon Caltech

En bref

• Des chercheurs du Caltech affirment que les ordinateurs quantiques pourraient n’avoir besoin que de 10 000–20 000 qubits pour déchiffrer la cryptographie moderne.
• Le travail décrit une nouvelle approche de correction d’erreurs pour les ordinateurs quantiques à atomes neutres.
• Cette avancée pourrait accélérer les échéances pour des machines capables d’exécuter l’algorithme de Shor, qui met en péril une cryptographie largement utilisée.

Des ordinateurs quantiques capables de briser la cryptographie moderne pourraient nécessiter bien moins de qubits que ce que l’on pensait auparavant, selon une nouvelle étude de l’Institute of Technology de Californie.

Dans l’étude publiée lundi, le Caltech a travaillé avec Oratomic, une startup d’informatique quantique basée à Pasadena, fondée par des chercheurs du Caltech, pour développer un nouveau système à atomes neutres dans lequel des atomes individuels sont piégés et contrôlés avec des lasers afin d’agir comme des qubits. Ce faisant, cela pourrait permettre à un ordinateur quantique tolérant aux pannes d’exécuter l’algorithme de Shor, qui pourrait dériver des clés privées à partir des clés publiques utilisées dans la cryptographie à courbes elliptiques de Bitcoin, avec seulement 10 000 qubits atomiques reconfigurables.

Le cofondateur et PDG d’Oratomic, Dolev Bluvstein, associé visiteur en physique au Caltech, a déclaré que les avancées en informatique quantique accélèrent la chronologie pour des machines pratiques et renforcent la pression pour passer à une cryptographie résistante aux attaques quantiques.

« Les gens ont l’habitude de penser que les ordinateurs quantiques sont toujours à 10 ans », a déclaré Bluvstein à _Decrypt. _« Mais quand on regarde où nous en étions il y a un peu plus de dix ans, les meilleures estimations de ce qui serait requis pour l’algorithme de Shor étaient d’un milliard de qubits, à une époque où les meilleurs systèmes dont nous disposions au laboratoire étaient à peu près de cinq qubits. »



Aujourd’hui, les systèmes de correction d’erreurs les plus courants nécessitent souvent environ 1 000 qubits physiques pour créer un seul qubit logique fiable, l’unité corrigée par les erreurs utilisée pour effectuer des calculs. Cette surcharge a contribué à faire passer les estimations pour des systèmes tolérants aux pannes pratiques vers la barre des un million de qubits, ralentissant les progrès vers des machines capables d’exécuter des algorithmes susceptibles de menacer la cryptographie RSA et la cryptographie à courbes elliptiques utilisées par Bitcoin et Ethereum.

Bluvstein a noté que les systèmes actuels du laboratoire s’approchent déjà — et, dans certains cas, dépassent — 6 000 qubits physiques. En d’autres termes, le risque pour la cryptographie pourrait survenir bien plus tôt que ce qu’attendaient les experts.

« On peut vraiment voir la taille du système et la capacité de contrôle augmenter avec le temps, à mesure que la taille de système requise diminue », a-t-il déclaré.

En septembre, des chercheurs du Caltech ont révélé un ordinateur quantique à atomes neutres fonctionnant avec 6 100 qubits, avec 99,98 % de précision et des temps de cohérence de 13 secondes. Il s’agissait d’une étape importante vers des machines quantiques corrigées par les erreurs, qui a aussi ravivé les inquiétudes concernant des menaces futures pesant sur Bitcoin via l’algorithme de Shor.

La menace a conduit des gouvernements et des entreprises technologiques à commencer à migrer vers la cryptographie post-quantique, c’est-à-dire un chiffrement conçu pour résister aux attaques quantiques. Les chercheurs, toutefois, préviennent que de grands défis d’ingénierie demeurent, notamment l’augmentation de l’échelle des systèmes quantiques tout en maintenant des taux d’erreur extrêmement faibles.

« Avoir simplement 10 000 qubits physiques est quelque chose qui pourrait arriver dans l’année », a déclaré Bluvstein. « Mais ce n’est vraiment pas le but que les gens croient que c’est. Ce n’est pas comme quand on conçoit un ordinateur : on met juste les transistors sur la puce, on se lave les mains, et on a fini. C’est une tâche très non triviale, extrêmement complexe, que de réellement aller construire l’un de ces systèmes. »

Malgré cela, Bluvstein a déclaré qu’un ordinateur quantique pratique pourrait émerger avant la fin de la décennie.

La nouvelle intervient alors que des chercheurs de Google ont rapporté, mardi, de nouveaux résultats laissant entendre que de futurs ordinateurs quantiques pourraient briser la cryptographie à courbes elliptiques avec moins de ressources que ce que l’on pensait auparavant. Cela a ajouté de l’urgence aux appels en faveur d’une transition vers la cryptographie post-quantique avant que de telles machines ne deviennent viables.

Bien que l’industrie des cryptomonnaies se soit de plus en plus mise à se concentrer sur le risque quantique, Bluvstein a déclaré que ce risque va bien au-delà des réseaux de blockchain et nécessite des changements dans une grande partie du monde numérique moderne.

« Je pense que c’est toute l’infrastructure numérique du monde. Ce n’est pas seulement la blockchain. C’est l’Internet des objets, les appareils, la communication Internet, les routeurs, les satellites », a-t-il déclaré. « Cela s’étend à l’ensemble de l’infrastructure numérique mondiale, et c’est compliqué. »

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