Adakah China Memecah Halangan Kuantum?

Mimpi ngeri utama bagi pakar keselamatan siber ialah seseorang yang menggunakan kuantum untuk memfaktorkan bilangan besar yang mendasari sistem penyulitan sedia ada kami, daripada bank dan pasaran kewangan untuk mendapatkan akses kepada pangkalan data di seluruh dunia.

Tidak seperti penggodaman konvensional, serangan sedemikian akan menjadi senyap dan hampir tidak dapat dikesan, manakala memecahkan satu sistem penyulitan pada asasnya bermakna memecahkan kesemuanya serentak.

Ini bermakna bangun ke dunia di mana setiap rahsia dan setiap bit data sensitif, terdedah kepada musuh Amerika yang paling dahsyat.

Itulah senario yang menghantui usaha kerajaan persekutuan pada tahun 2022 untuk meminta semua agensi persekutuan membangunkan garis masa tentang bila ia akan selamat secara kuantum. Sementara itu, di QAIQAI
kami telah bekerjasama dengan Oxford Economics untuk menerbitkan dua laporan ekonometrik mengenai kerosakan besar akibat serangan sedemikian kepada grid kuasa negara; untuk pasaran mata wang kripto; dan laporan baharu tentang kemungkinan kesan terhadap

Rizab Persekutuan.

Persoalan yang mendesak ialah, berapa lama lagi komputer kuantum mampu melakukan serangan sedemikian—seperti yang terdapat dalam jargon itu, bilakah "komputer kuantum yang berkaitan secara kriptografi" akan menjadi kenyataan. Disebabkan cabaran kejuruteraan yang besar untuk membariskan "terjerat" yang cukup, iaitu kerja serentak, bit kuantum untuk melakukan peningkatan pemfaktoran berat, skeptik menegaskan bahawa peristiwa sedemikian terletak di suatu tempat yang jauh pada masa hadapan, jika pernah.

Kini saintis China mendakwa mereka telah membuka jalan ke masa depan itu. Lebih kurang.

Dalam kertas baru, saintis China mendakwa mereka telah mencipta algoritma yang boleh memecahkan kacang penyulitan yang sangat keras, iaitu RSA 2048-bit, menggunakan komputer kuantum 372-qubit. Algoritma mereka melangkaui yang dikarang oleh Peter Shor pada tahun 1990-an yang merupakan asas teori keupayaan penyahsulitan pengkomputeran kuantum, dengan menggunakan algoritma lain yang dibangunkan oleh ahli matematik Jerman Claus-Peter Schnorr, yang pada tahun 2022 mengisytiharkan adalah mungkin untuk memfaktorkan bilangan yang lebih besar. cekap daripada algoritma Shor—dengan begitu cekap anda boleh memecahkan kod RSA walaupun dengan komputer klasik.

Orang Cina mengatakan bahawa mereka telah membuktikan kemungkinan untuk menyahsulit RSA 2048-bit, dengan menggunakan komputer klasik dengan hanya 10 qubit terjerat. Itu bukan pencapaian yang bermakna memandangkan fakta itu pakar lain berkata cracking 2048 RSA tidak boleh dilakukan dengan kurang daripada 20 juta qubit, jika ia boleh dilakukan sama sekali.

Pasukan China menegaskan mereka memecahkan RSA 48-bit menggunakan sistem hibrid berasaskan komputer kuantum 10-qubit, dan boleh melakukan perkara yang sama untuk 2048-bit jika mereka mempunyai akses kepada komputer kuantum dengan sekurang-kurangnya 372 qubit. Itu hampir boleh dicapai oleh komputer kuantum hari ini. Contohnya, IBMIBM
baru diumumkan Osprey mempunyai 433 qubit.

Jika dakwaan tersebut adalah benar, maka komputer kuantum pemecah kod berada di sekitar sudut teknologi. Tetapi laporan itu telah menimbulkan banyak keraguan, malah ada yang melabelkannya sebagai penipuan.

Pengkritik betul-betul ragu-ragu bahawa proses yang diterangkan oleh algoritma Schnorr benar-benar boleh skala, seperti yang didakwa laporan itu. Pasukan China juga mengakui "percepatan kuantum algoritma tidak jelas kerana penumpuan samar-samar QAOA", yang merupakan subrutin kuantum yang digunakan untuk menyelesaikan teka-teki nombor perdana dan memecahkan RSA. Ini menunjukkan mereka tidak tahu sama ada algoritma mereka akan berfungsi apabila ia dicuba dengan bilangan qubit yang lebih besar dalam komputer tulen.

Ia sedikit seperti seseorang yang mendakwa dia menemui cara untuk mendaratkan kapal angkasa di bulan kerana dia membina roket di halaman rumahnya yang melompat pagar ke halaman jirannya.

Namun, dia mungkin tersilap menilai jarak, tetapi dia mempunyai alat yang betul di tangan.

Dalam erti kata itu, apa yang telah dilakukan oleh orang Cina adalah signifikan. Menyelidiki lebih dalam kertas, kita melihat bahawa keputusan mereka datang dengan menggunakan sistem hibrid, iaitu satu yang menggabungkan unsur klasik dan kuantum untuk pengiraannya. Sistem sedemikian telah digunakan sebelum ini dalam penyelidikan pemecah kod kuantum Cina, yang saya profilkan dalam lajur terdahulu.

Ini bermakna anda tidak perlu mempunyai komputer kuantum berskala besar monolitik untuk melakukan penyahsulitan—mesin kuantum bebas ralat secara teorinya yang mungkin akhirnya siap menjelang 2040. Dengan alatan hibrid, anda boleh mula bekerja pada proses itu sekarang, dalam era komputer kuantum "bising" yang mudah ralat hari ini.

Itulah sebabnya pentadbiran Biden mempunyai hak untuk mengeluarkan perintah eksekutif seperti Memorandum Keselamatan Negara 10 untuk mendorong agensi mengguna pakai piawaian selamat kuantum lebih awal daripada kemudian, sementara Kongres telah meluluskan Akta Persediaan Keselamatan Siber Kuantum, pertama kali ditaja oleh Ahli Kongres California Ro Khanna. Pada masa yang sama, kerajaan kita perlu mempercepatkan usahanya dalam perlumbaan penyahsulitan kuantum, bukan hanya melalui kuantum sahaja tetapi juga melalui laluan hibrid.

Sementara itu, syarikat dan institusi swasta perlu mempercepatkan penggunaan penyelesaian kuantum-selamat mereka sendiri, untuk masa depan data dan rangkaian mereka.

Kerana garis masa ke Q-Day semakin pendek setiap kali.