Cuidado con Bitcoin: Las computadoras cuánticas que rompen la criptografía podrían estar más cerca de lo esperado, según Caltech

En resumen

• Los investigadores de Caltech dicen que las computadoras cuánticas podrían requerir solo 10,000–20,000 qubits para romper 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 de las máquinas capaces de ejecutar el algoritmo de Shor, que pone en riesgo una 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 California Institute of Technology. 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 se 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. Oratomic, cofundador y CEO Dolev Bluvstein, asociado visitante en física en Caltech, dijo que los avances en computación cuántica están acelerando el cronograma para máquinas prácticas y aumentando la presión para migrar a criptografía resistente a ataques cuánticos. “Las personas están acostumbradas a que las computadoras cuánticas siempre están a 10 años,” le dijo Bluvstein a _Decrypt. _“Pero cuando miras dónde estábamos hace 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 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 único qubit lógico confiable, la unidad con corrección de errores usada para realizar cálculos. Esa sobrecarga ha ayudado a empujar las estimaciones para sistemas tolerantes a fallos prácticos hacia el rango de un millón de qubits, frenando 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 y, en algunos casos, superando los 6,000 qubits físicos. En otras palabras, el riesgo para la criptografía podría ser mucho más pronto de lo que los expertos esperaban anteriormente. “Puedes ver realmente 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 funciona 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 tecnológicas a comenzar a migrar a criptografía poscuántica, es decir, cifrado diseñado para resistir ataques cuánticos. Los investigadores, sin embargo, advierten que aún quedan grandes desafíos de ingeniería, incluyendo 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 en realidad no es el punto de referencia que la gente cree que es. No es como cuando diseñan una computadora: solo colocas los transistores en el chip, te lavas las manos y dices que ya terminaste. Es una tarea altamente no trivial, sumamente complicada, el hecho de ir realmente y construir una de estas.” Aun así, Bluvstein dijo que podría surgir una computadora cuántica práctica antes de que termine la década. La noticia llega mientras investigadores de Google reportaron nuevos hallazgos el martes, sugiriendo 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 hacer la transición a la criptografía poscuántica 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 del internet de las cosas, la comunicación de internet, los enrutadores, los satélites,” dijo. “Abarca toda la infraestructura digital global y es complicado.”