Квантовое решение Google пока в миллион раз не дотягивает до взлома шифров

Команда Quantum AI компании Google в статье, опубликованной в четверг в журнале Science, заявила, что на чипе Willow удалось сократить количество ошибок в «магических состояниях» примерно в 40 раз.

Эти состояния всё ещё должны стать примерно в миллион раз точнее, прежде чем квантовое взломание кода станет жизнеспособным.

Willle сокращает ошибки в магических состояниях 40 раз

Google сообщает, что метод, получивший название «выращивание магических состояний», достиг логической точности 99,99% на процессоре Willow.

Квантовые вычисления возможны благодаря магическим состояниям. Базовые операции обрабатываются с помощью коррекции ошибок, но эти состояния подобны топливу для более сложных задач, которые превосходят возможности классических вычислений.

По оценкам Google, процесс их производства может потреблять до 95% мощности машины, оставляя крайне мало места для выполнения реальной работы.

Сокращение в 40 раз оставляет вмятину, но не устраняет узкое место. Google заявила, что метод культивирования необходимо продемонстрировать в гораздо больших масштабах, прежде чем его можно будет применять на практике.

В 2024 году Крэйг Гидни, Ной Шатти и Коди Джонс разработали этот метод в Google, взяв ранее существовавшую теоретическую идею и доработав её. Культивирование действует как фильтр.

Шумное состояние попадает в ограниченную область чипа, где скоординированные измерения выявляют ошибки. Неудачные попытки отбрасываются, а успешные сохраняются.

Исследователь Эмма Розенфельд неоднократно получала результаты, казавшиеся неправдоподобными. После нескольких месяцев поисков команда выяснила, что колебания температуры и фоновый шум оборудования из-за дрейфа параметров исказили их бенчмарк.

Решением стало предоставление системе большего контроля, и команда также придумала использовать культивирование как новый способ самопроверки (бенчмаркинга).

Перемещение очищенного состояния от кода цвета с расстоянием 3 к поверхностному коду с расстоянием 5 — шаг, называемый «прививкой» (grafting), — это ещё одно достижение Google. Это два способа организации коррекции ошибок. В будущем машинам, возможно, придётся комбинировать оба метода коррекции ошибок, чтобы сохранять надёжность без чрезмерного усложнения аппаратной части.

Для факторизации RSA-2048 требуется количество ошибок, близкое к одному на 10 миллиардов

Уровень точности 99,99% означает примерно одну ошибку на каждые 10 000 операций. Для факторизации ключа RSA-2048, согласно статье, потребуются магические состояния с погрешностью около одной ошибки на 10 миллиардов, что в миллион раз меньше требуемой точности.

Крейг Гидни в 2025 году оценил, что RSA-2048 можно взломать с помощью менее миллиона зашумлённых кубитов. Культивация является одним из компонентов этой оценки. В четверг биткоин торговался около отметки $82 165.

Согласно исследованию Google Quantum AI, для взлома 256-битной эллиптической криптографии Bitcoin потребуется менее 500 000 физических кубитов — это примерно на 80% меньше предыдущих оценок.

По данным исследования, достаточно мощная машина могла бы перенаправить активную транзакцию примерно за девять минут с вероятностью успеха 41%.

По оценкам Coinbase и Project Eleven, кошельки с публичными ключами, уже присутствующими в блокчейне, содержат около 7 млн BTC. Это составляет примерно треть всего предложения BTC, объём которого увеличился благодаря обновлению Taproot.

Willow имеет 105 физических кубитов, что далеко от полумиллиона, необходимых для реализации атаки.

График внедрения постквантовой криптографии Google находится в 2029.

На данный момент у Bitcoin есть лишь одно предложение — BIP 360, касающееся квантово-устойчивых адресов, и нет плана по переводу всех пользователей на такие адреса.