Hanya dengan 10.000 qubit, 69 juta Bitcoin yang tidur menghadapi hitungan mundur "buka kotak"

Berdasarkan pemantauan 1M AI News, pada hari yang sama saat whitepaper Google Quantum AI dirilis, perusahaan rintisan komputasi kuantum kuantum atom netral Oratomic menerbitkan sebuah makalah di arXiv, yang menyatakan bahwa dengan sekitar 10.000 qubit kuantum atom yang dapat dikonfigurasi ulang saja, algoritma Shor dapat dijalankan pada skala yang relevan dengan kriptografi. Makalah ini secara langsung menggunakan rangkaian Shor ber-depth rendah yang telah dioptimalkan Google sebagai input, dan kemudian mengoptimalkan lapisan lain dari tumpukan komputasi kuantum: Google mengompresi jumlah qubit kuantum logis yang dibutuhkan oleh algoritma (dari ribuan menjadi sekitar 1200), sementara Oratomic mengompresi jumlah qubit kuantum fisik yang diperlukan untuk setiap qubit kuantum logis. Dengan menggabungkan dua lapisan optimasi tersebut, skala perangkat keras yang dibutuhkan untuk memecahkan enkripsi didorong ke level yang belum pernah terjadi sebelumnya yang lebih rendah.

Metode kunci Oratomic adalah menggunakan kode qLDPC dengan rasio pengodean yang tinggi untuk menggantikan kode permukaan tradisional. Kode permukaan adalah skema koreksi kesalahan kuantum arus utama saat ini; skema superkonduktor Google menggunakannya, tetapi efisiensi pengodeannya rendah—setiap qubit kuantum logis membutuhkan sekitar 400 qubit kuantum fisik, sehingga totalnya sekitar 500.000. Rasio pengodean kode qLDPC sekitar 30%; dengan qubit kuantum fisik yang jauh lebih sedikit, kode ini dapat melindungi jumlah qubit kuantum logis yang sama, sehingga kebutuhan total dapat dikompresi sekitar dua orde magnitudo dari skala jutaan.

Makalah tersebut memberikan beberapa rancangan arsitektur (dengan asumsi periode pengukuran selang stabilizer adalah 1 milidetik):

1. Sekitar 10.000 qubit kuantum fisik dapat menjalankan algoritma Shor untuk memecahkan enkripsi kurva eliptik 256-bit (skema enkripsi yang digunakan oleh Bitcoin dan Ethereum), dengan waktu eksekusi bergantung pada tingkat paralelisme
2. Dengan sekitar 26.000 qubit kuantum fisik, waktu eksekusi untuk memecahkan enkripsi kurva eliptik adalah sekitar 10 hari
3. Dengan sekitar 102.000 qubit kuantum fisik, waktu eksekusi untuk memecahkan RSA-2048 adalah sekitar 97 hari

Biaya yang ditanggung adalah kecepatan: frekuensi clock skema atom netral jauh lebih rendah daripada skema superkonduktor; memecahkan sekali membutuhkan beberapa hari, bukan beberapa menit. Namun, ini tidak berarti ancamannya lebih kecil. Skema superkonduktor Google (500.000 qubit, 9 menit) cocok untuk menyusup ke transaksi real-time yang sedang dipancarkan; skema atom netral Oratomic (1–2,6 万 qubit, beberapa hari) cocok untuk menyerang dompet tidur yang kunci publiknya sudah terekspos, dan serangan seperti ini tidak perlu mengejar waktu. Whitepaper Google memperkirakan sekitar 6,9 juta Bitcoin termasuk dalam kategori ini.

Kesenjangan perangkat keras sedang menyempit. Makalah tersebut menyebutkan bahwa eksperimen atom netral telah mendemonstrasikan lebih dari 6.100 qubit sebagai array penangkapan fisik, tetapi array-array tersebut belum mewujudkan komputasi kuantum; sistem atom netral yang memiliki kemampuan komputasi toleran kesalahan saat ini sekitar 500 qubit. Dari 500 ke 10.000 yang dibutuhkan oleh makalah, kesenjangannya sekitar 20 kali—jauh lebih kecil daripada sekitar 5000 kali pada jalur superkonduktor Google (saat ini sekitar 100 vs membutuhkan 500.000). Penulis makalah berasal dari Oratomic, dan juga terafiliasi dengan California Institute of Technology; anggotanya mencakup otoritas komputasi kuantum John Preskill dan Manuel Endres, sedangkan penulis korespondensinya adalah Dolev Bluvstein. Di bagian penutup, para penulis menyatakan bahwa peningkatan percepatan perangkat keras dan perbaikan koreksi kesalahan di tahap berikutnya berpotensi memangkas waktu eksekusi lagi lebih dari satu orde magnitudo, bahkan hingga tingkat jam atau menit.