Cuidado Bitcoin: Computadores Quânticos Capazes de Quebrar Criptografia Podem Estar Mais Próximos do Que o Esperado, Diz Caltech

Computadores quânticos capazes de quebrar a criptografia moderna podem necessitar de muito menos qubits do que se pensava anteriormente, de acordo com uma nova investigação do Instituto de Tecnologia da Califórnia.

No estudo publicado na segunda-feira, o Caltech trabalhou com a Oratomic, uma startup de computação quântica sediada em Pasadena e fundada por investigadores do Caltech, para desenvolver um novo sistema de átomos neutros no qual átomos individuais são capturados e controlados com lasers para atuarem como qubits. Fazer isso poderia permitir que um computador quântico tolerante a falhas execute o algoritmo de Shor, que poderia derivar chaves privadas a partir das chaves públicas utilizadas na criptografia de curva elítica do Bitcoin, com apenas 10.000 qubits atómicos reconfiguráveis.

Dolev Bluvstein, cofundador e CEO da Oratomic e investigador associado visitante em física no Caltech, afirmou que os avanços na computação quântica estão a acelerar o cronograma para máquinas práticas e a aumentar a pressão para migrar para criptografia resistente a computadores quânticos.

"As pessoas estão habituadas a que os computadores quânticos estejam sempre a 10 anos de distância", disse Bluvstein à Decrypt. "Mas quando se olha para onde estávamos há pouco mais de dez anos, as melhores estimativas do que seria necessário para o algoritmo de Shor eram de mil milhões de qubits numa altura em que os melhores sistemas que tínhamos no laboratório eram cerca de cinco qubits."

Os sistemas de correção de erros mais comuns atualmente exigem frequentemente cerca de 1.000 qubits físicos para criar um único qubit lógico fiável, a unidade corrigida de erros utilizada para realizar cálculos. Essa sobrecarga ajudou a elevar as estimativas para sistemas práticos tolerantes a falhas para a faixa de milhões de qubits, desacelerando o progresso em direção a máquinas capazes de executar algoritmos que poderiam ameaçar a criptografia RSA e de curva elítica utilizada pelo Bitcoin e Ethereum.

Bluvstein observou que os sistemas laboratoriais atuais já estão a aproximar-se — e em alguns casos a exceder — os 6.000 qubits físicos. Por outras palavras, o risco criptográfico pode ser muito mais cedo do que os especialistas esperavam anteriormente.

"É possível ver realmente o tamanho do sistema e a controlabilidade a aumentarem ao longo do tempo à medida que o tamanho do sistema necessário diminui", afirmou.

Em setembro, investigadores do Caltech revelaram um computador quântico de átomos neutros a operar 6.100 qubits com 99,98% de precisão e tempos de coerência de 13 segundos. Foi um marco em direção a máquinas quânticas corrigidas de erros que também renovou as preocupações sobre ameaças futuras ao Bitcoin provenientes do algoritmo de Shor.

A ameaça levou governos e empresas tecnológicas a começarem a migrar para criptografia pós-quântica, ou encriptação concebida para resistir a ataques quânticos. Os investigadores, no entanto, alertam que permanecem grandes desafios de engenharia, incluindo o dimensionamento de sistemas quânticos mantendo taxas de erro extremamente baixas.

"Ter apenas 10.000 qubits físicos é algo que poderia acontecer dentro de um ano", disse Bluvstein. "Mas isso não é realmente a meta que as pessoas pensam que é. Não é como quando se projeta um computador, simplesmente se colocam os transístores no chip, lava-se as mãos e diz-se que está pronto. É uma tarefa altamente não trivial, extremamente complicada, realmente ir e construir um destes."

Apesar disso, Bluvstein afirmou que um computador quântico prático poderia surgir antes do final da década.

A notícia surge enquanto investigadores da Google reportaram novas descobertas na terça-feira, sugerindo que futuros computadores quânticos poderiam quebrar a criptografia de curva elítica com menos recursos do que se pensava anteriormente. Isso acrescentou urgência aos apelos para uma transição para criptografia pós-quântica antes que tais máquinas se tornem viáveis.

Embora a indústria de criptomoedas tenha começado cada vez mais a focar-se no risco quântico, Bluvstein afirmou que esse risco se estende muito além das redes blockchain e requer mudanças em grande parte do mundo digital moderno.

"Penso que toda a infraestrutura digital do mundo. Não é apenas blockchain. São dispositivos da internet das coisas, comunicação na internet, routers, satélites", disse. "Abrange toda a infraestrutura digital global, e é complicado."