La correzione quantistica di Google è ancora lontana un milione di volte dal decodificare

Il team Quantum AI di Google ha dichiarato in un articolo pubblicato giovedì su Science che sul suo chip Willow ha ridotto gli errori negli "stati magici" di circa 40 volte.

Questi stati devono ancora diventare circa un milione di volte più accurati prima che la decrittazione quantistica sia praticabile.

Willow riduce gli errori degli stati magici 40-fold

Google afferma che il metodo, denominato coltivazione degli stati magici, ha raggiunto una fedeltà logica del 99,99% sul processore Willow.

Il calcolo quantistico è fattibile grazie agli stati magici. Le operazioni di base sono gestite dalla correzione degli errori, ma questi stati funzionano come carburante per le operazioni più complesse che superano i limiti del calcolo classico.

Google cita stime secondo cui il processo di produzione potrebbe consumare fino al 95% della capacità di una macchina, lasciando poco spazio per il lavoro effettivo.

Un taglio di 40 volte crea un’incrinatura ma non risolve il collo di bottiglia, e Google ha dichiarato che è necessario dimostrare la coltivazione su una scala molto più ampia prima che possa essere utilizzata in pratica.

Nel 2024, Craig Gidney, Noah Shutty e Cody Jones hanno ideato il metodo presso Google, prendendo un’idea teorica precedente e perfezionandola. La coltivazione agisce come un filtro.

Uno stato affetto da rumore entra in una regione confinata del chip, dove misurazioni coordinate cercano gli errori. I tentativi che non funzionano vengono scartati, mentre quelli che hanno successo vengono conservati.

La ricercatrice Emma Rosenfeld ha ottenuto ripetutamente risultati che sembravano implausibili. Dopo aver indagato per mesi, il team ha infine scoperto che le variazioni di temperatura e il rumore di laboratorio derivanti dalla deriva delle apparecchiature avevano alterato i benchmark.

La soluzione è stata dare al sistema maggiore controllo, e il team ha anche concepito l’idea di utilizzare la coltivazione come un nuovo modo per effettuare benchmark su se stesso.

Spostare uno stato purificato da un codice a colori di distanza-3 a un codice superficiale di distanza-5, un passaggio chiamato “innesto”, è un altro risultato dimostrato da Google. Si tratta di due modi per strutturare la correzione degli errori. In futuro, le macchine potrebbero dover combinare entrambi i metodi di correzione degli errori per mantenere l'affidabilità senza appesantire l'hardware.

Per fattorizzare RSA-2048 servono errori vicini a uno su 10 miliardi

Un tasso di fedeltà del 99,99% significa che c'è circa un errore ogni 10.000. Per fattorizzare una chiave RSA-2048, secondo il documento, servirebbero stati magici con errori di circa uno su 10 miliardi, una differenza di un milione di volte.

Craig Gidney ha stimato nel 2025 che l'RSA-2048 potrebbe essere violato con meno di un milione di qubit rumorosi. La coltivazione è uno degli ingredienti di questa stima. Giovedì, Bitcoin è scambiato vicino a $82.165.

Secondo uno studio di Google Quantum AI, sarebbero necessari meno di 500.000 qubit fisici per decifrare la crittografia a curva ellittica a 256 bit di Bitcoin, una cifra ~80% inferiore rispetto alle stime precedenti.

Secondo lo studio, una macchina adeguatamente potente potrebbe reindirizzare una transazione in corso in circa nove minuti, con un tasso di successo del 41%.

Stime di Coinbase e Project Eleven indicano che i portafogli con chiavi pubbliche già sulla blockchain detengono circa 7 milioni di BTC. Si tratta di circa un terzo dell'intera offerta di BTC, un pool cresciuto con l'aggiornamento Taproot di Bitcoin.

Willow ha 105 qubit fisici, ben lontani dai mezzo milione richiesti dalla matematica dell'attacco.

Il calendario di Google per la crittografia post-quantistica è in 2029.

Bitcoin, per ora, ha solo una proposta, la BIP 360, per indirizzi resistenti ai quantum computer, e nessun piano per migrare tutti gli utenti.