Исследователи из французской компании Alice & Bob рассчитали, что квантовому компьютеру с 22 593 физическими кубитами может потребоваться всего 3,14 дня, чтобы взломать шифрование RSA-2048. Этот стандарт широко используется для защиты интернет-соединений, электронной почты, банковских операций и цифровых подписей.
Для расчетов ученые использовали алгоритм Шора, разработанный еще в 1994 году. Он позволяет квантовым компьютерам эффективно решать задачу разложения больших чисел на простые множители. Именно на сложности этой операции основана криптографическая стойкость RSA.
Главное отличие новой оценки — использование так называемых «котокубитов» (cat qubits). Это разновидность сверхпроводящих кубитов, в которых информация кодируется с помощью квантовых состояний электромагнитного поля в резонаторе. Такая архитектура позволяет аппаратно подавлять один из основных типов квантовых ошибок — битовые перевороты. Благодаря этому для коррекции ошибок требуется меньше физических кубитов.
В предыдущих оценках для взлома RSA-2048 фигурировали системы примерно с миллионом кубитов. Новый расчет сократил необходимое количество примерно в 40 раз. Исследователи также предложили более быстрые варианты: система из 610 530 кубитов могла бы выполнить ту же задачу за 1,25 часа.
Авторы изучили и другие криптографические системы. Например, для взлома криптографии на эллиптических кривых, используемой в том числе для защиты Bitcoin, расчетная система должна содержать около 29 588 кубитов. На вычисления ей потребовалось бы примерно 62 минуты.
Однако эти результаты пока существуют только в виде математической оценки. Полноценного квантового компьютера с необходимыми характеристиками сегодня нет. Более того, расчет для RSA-2048 предполагает исключительно высокую стабильность кубитов: отсутствие битовых ошибок на протяжении примерно 100 лет. Если допустить появление такой ошибки раз в час, необходимое количество кубитов увеличивается примерно до 45 тысяч.
Исследователи считают, что необходимые аппаратные улучшения и дальнейшее сокращение вычислительных требований могут сблизиться в начале 2030-х годов. Поэтому уже сейчас специалисты рекомендуют переходить на постквантовую криптографию — алгоритмы, рассчитанные на устойчивость к атакам будущих квантовых компьютеров.
Читайте также: Apple начнет проверять публичные ссылки iCloud и сможет блокировать аккаунты