Cuidado Bitcoin: Los ordenadores cuánticos que rompen la criptografía podrían estar más cerca de lo esperado, dice Caltech

En resumen

• Los investigadores de Caltech dicen que las computadoras cuánticas podrían requerir solo entre 10,000 y 20,000 qubits para descifrar la criptografía moderna.
• El trabajo describe un nuevo enfoque de corrección de errores para computadoras cuánticas de átomos neutros.
• El avance podría acelerar los plazos para máquinas capaces de ejecutar el algoritmo de Shor, que amenaza la criptografía ampliamente utilizada.

Las computadoras cuánticas capaces de romper la criptografía moderna podrían requerir muchos menos qubits de los que se creía anteriormente, según una nueva investigación del Instituto de Tecnología de California.

En el estudio publicado el lunes, Caltech trabajó con Oratomic, una startup de computación cuántica con sede en Pasadena, fundada por investigadores de Caltech, para desarrollar un nuevo sistema de átomos neutros en el que átomos individuales se atrapan y controlan con láseres para actuar como qubits. Hacerlo podría permitir que una computadora cuántica tolerante a fallos ejecute el algoritmo de Shor, que podría derivar claves privadas a partir de las claves públicas utilizadas en la criptografía de curvas elípticas de Bitcoin, con tan solo 10,000 qubits atómicos reconfigurables.

El cofundador y CEO de Oratomic, Dolev Bluvstein, asociado visitante en física en Caltech, dijo que los avances en computación cuántica están acelerando el cronograma para máquinas prácticas e incrementando la presión para migrar a la criptografía resistente a la computación cuántica.

“Las personas están acostumbradas a que las computadoras cuánticas siempre estén a 10 años de distancia”, dijo Bluvstein a _Decrypt. _“Pero cuando miras dónde estábamos hace un poco más de diez años, las mejores estimaciones de lo que se requeriría para el algoritmo de Shor eran mil millones de qubits, en un momento en el que los mejores sistemas que teníamos en el laboratorio eran de aproximadamente cinco qubits.”



Los sistemas de corrección de errores más comunes de hoy a menudo requieren alrededor de 1,000 qubits físicos para crear un solo qubit lógico confiable, la unidad corregida por errores que se usa para realizar cálculos. Ese costo adicional ha ayudado a llevar las estimaciones para sistemas prácticos tolerantes a fallos al rango de un millón de qubits, ralentizando el progreso hacia máquinas capaces de ejecutar algoritmos que podrían amenazar el RSA y la criptografía de curvas elípticas utilizada por Bitcoin y Ethereum.

Bluvstein señaló que los sistemas actuales de laboratorio ya se están acercando a los 6,000 qubits físicos e, incluso, en algunos casos los superan. En otras palabras, el riesgo para la criptografía podría ser mucho más pronto que lo que los expertos esperaban anteriormente.

“Puedes ver de verdad que el tamaño del sistema y la capacidad de control están aumentando con el tiempo a medida que el tamaño requerido del sistema disminuye”, dijo.

En septiembre, investigadores de Caltech revelaron una computadora cuántica de átomos neutros que opera con 6,100 qubits con 99.98% de precisión y tiempos de coherencia de 13 segundos. Fue un hito hacia máquinas cuánticas con corrección de errores que también reavivó las preocupaciones sobre amenazas futuras a Bitcoin derivadas del algoritmo de Shor.

La amenaza ha llevado a gobiernos y empresas de tecnología a comenzar a migrar a criptografía post-cuántica, o cifrado diseñado para resistir ataques cuánticos. Sin embargo, los investigadores advierten que aún quedan importantes desafíos de ingeniería, incluido escalar sistemas cuánticos mientras se mantienen tasas de error extremadamente bajas.

“Tener solo 10,000 qubits físicos es algo que podría ocurrir dentro de un año”, dijo Bluvstein. “Pero ese realmente no es el objetivo que la gente cree que es. No es como cuando diseñas una computadora: solo pones los transistores en el chip, te lavas las manos y ya está. Es una tarea altamente no trivial, extremadamente complicada, realmente para ir y construir una de estas.”

Aun así, Bluvstein dijo que una computadora cuántica práctica podría surgir antes de que termine la década.

La noticia llega cuando investigadores de Google reportaron el martes nuevos hallazgos que sugieren que futuras computadoras cuánticas podrían romper la criptografía de curvas elípticas con menos recursos de los que se pensaba anteriormente. Eso añadió urgencia a los llamados para una transición a la criptografía post-cuántica antes de que esas máquinas se vuelvan viables.

Aunque la industria de las criptomonedas ha comenzado cada vez más a enfocarse en el riesgo cuántico, Bluvstein dijo que ese riesgo se extiende mucho más allá de las redes blockchain y requiere cambios en gran parte del mundo digital moderno.

“Creo que toda la infraestructura digital del mundo. No es solo blockchain. Son los dispositivos de internet de las cosas, la comunicación por internet, los enrutadores, los satélites”, dijo. “Abarca toda la infraestructura digital global y es complicado.”

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