Hati-hati Bitcoin: Komputer Kuantum Pemecah Kriptografi Mungkin Lebih Dekat dari yang Diperkirakan, Kata Caltech

Komputer kuantum yang mampu memecahkan kriptografi modern mungkin memerlukan jauh lebih sedikit qubit daripada yang sebelumnya diyakini, menurut penelitian baru dari California Institute of Technology.

Dalam studi yang dipublikasikan Senin, Caltech bekerja sama dengan Oratomic yang berbasis di Pasadena, startup komputasi kuantum yang didirikan oleh peneliti Caltech, untuk mengembangkan sistem atom netral baru di mana atom individual dijebak dan dikontrol dengan laser untuk bertindak sebagai qubit. Melakukan hal ini dapat memungkinkan komputer kuantum yang toleran terhadap kesalahan menjalankan algoritma Shor, yang dapat menurunkan kunci privat dari kunci publik yang digunakan dalam kriptografi kurva eliptik Bitcoin, dengan hanya 10.000 qubit atom yang dapat dikonfigurasi ulang.

Dolev Bluvstein, co-founder dan CEO Oratomic, seorang associate tamu dalam fisika di Caltech, mengatakan kemajuan dalam komputasi kuantum mempercepat timeline untuk mesin praktis dan meningkatkan tekanan untuk bermigrasi ke kriptografi yang tahan kuantum.

"Orang-orang terbiasa dengan komputer kuantum yang selalu berjarak 10 tahun," kata Bluvstein kepada Decrypt. "Tetapi ketika Anda melihat di mana kita berada sedikit lebih dari sepuluh tahun yang lalu, perkiraan terbaik tentang apa yang diperlukan untuk algoritma Shor adalah satu miliar qubit pada saat sistem terbaik yang kita miliki di lab sekitar lima qubit."

Sistem koreksi kesalahan yang paling umum saat ini sering memerlukan sekitar 1.000 qubit fisik untuk membuat satu qubit logis yang andal, unit yang dikoreksi kesalahan yang digunakan untuk melakukan kalkulasi. Overhead tersebut telah membantu mendorong perkiraan untuk sistem toleran kesalahan praktis ke kisaran jutaan qubit, memperlambat kemajuan menuju mesin yang mampu menjalankan algoritma yang dapat mengancam kriptografi RSA dan kurva eliptik yang digunakan oleh Bitcoin dan Ethereum.

Bluvstein mencatat bahwa sistem lab saat ini sudah mendekati—dan dalam beberapa kasus melebihi—6.000 qubit fisik. Dengan kata lain, risiko kriptografi mungkin jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan para ahli sebelumnya.

"Anda benar-benar dapat melihat ukuran sistem dan kemampuan kontrol meningkat dari waktu ke waktu ketika ukuran sistem yang diperlukan menurun," katanya.

Pada bulan September, peneliti Caltech mengungkapkan komputer kuantum atom netral yang mengoperasikan 6.100 qubit dengan akurasi 99,98% dan waktu koherensi 13 detik. Ini adalah tonggak sejarah menuju mesin kuantum yang dikoreksi kesalahan yang juga memperbarui kekhawatiran tentang ancaman masa depan terhadap Bitcoin dari algoritma Shor.

Ancaman tersebut telah mendorong pemerintah dan perusahaan teknologi untuk mulai bermigrasi ke kriptografi pasca-kuantum, atau enkripsi yang dirancang untuk menahan serangan kuantum. Namun, para peneliti memperingatkan bahwa tantangan teknik besar tetap ada, termasuk penskalaan sistem kuantum sambil mempertahankan tingkat kesalahan yang sangat rendah.

"Hanya memiliki 10.000 qubit fisik adalah sesuatu yang bisa terjadi dalam setahun," kata Bluvstein. "Tetapi itu benar-benar bukan tujuan akhir yang orang pikirkan. Ini bukan seperti ketika Anda merancang komputer, Anda hanya menempatkan transistor di chip, mencuci tangan Anda, dan mengatakan Anda sudah selesai. Ini adalah tugas yang sangat non-trivial, sangat rumit untuk benar-benar pergi dan membangun salah satu dari ini."

Meskipun demikian, Bluvstein mengatakan komputer kuantum praktis dapat muncul sebelum akhir dekade ini.

Berita ini datang ketika peneliti Google melaporkan temuan baru pada hari Selasa, menunjukkan komputer kuantum masa depan dapat memecahkan kriptografi kurva eliptik dengan sumber daya lebih sedikit daripada yang sebelumnya diperkirakan. Itu menambah urgensi pada seruan untuk transisi ke kriptografi pasca-kuantum sebelum mesin seperti itu menjadi layak.

Meskipun industri cryptocurrency semakin mulai fokus pada risiko kuantum, Bluvstein mengatakan risiko tersebut meluas jauh melampaui jaringan blockchain dan memerlukan perubahan di sebagian besar dunia digital modern.

"Saya pikir seluruh infrastruktur digital dunia. Ini bukan hanya blockchain. Ini adalah perangkat internet of things, komunikasi internet, router, satelit," katanya. "Ini mencakup seluruh infrastruktur digital global, dan ini rumit."