Преодолел ли Китай квантовый барьер?

Абсолютный кошмар для экспертов по кибербезопасности — это кто-то, использующий квант для факторизации больших чисел, лежащих в основе наших существующих систем шифрования, от банков и финансовых рынков до безопасного доступа к базам данных по всему миру.

В отличие от обычных взломов, такая атака будет незаметной и практически незаметной, а взлом одной системы шифрования, по сути, означает взлом их всех одновременно.

Это означает проснуться в мире, где каждый секрет и каждая крупица конфиденциальных данных открыты для самых смертоносных врагов Америки.

Это сценарий, который преследует усилия федерального правительства в 2022 году, направленные на то, чтобы все федеральные агентства разработали график того, когда они станут квантово-безопасными. Тем временем в КАИQAI
мы сотрудничаем с Oxford Economics, чтобы опубликовать два эконометрических отчета о катастрофическом ущербе, который такая атака нанесет национальной энергосистеме; для рынка криптовалют; и новый отчет о возможном воздействии на

Федеральный резерв.

Насущный вопрос заключался в том, как скоро квантовые компьютеры будут способны к такой атаке — как говорится на жаргоне, когда «криптографически релевантный квантовый компьютер» станет реальностью. Из-за больших инженерных проблем, связанных с выстраиванием достаточного количества «запутанных», т. е. одновременно работающих, квантовых битов, чтобы выполнить тяжелую факторизацию, скептики настаивают на том, что такое событие произойдет где-то в далеком будущем, если вообще когда-либо.

Теперь китайские ученые заявляют, что расчистили путь к этому будущему. Вроде.

В новой статье, китайские ученые утверждают, что они разработали алгоритм, который может взломать очень крепкий шифровальный орех, то есть 2048-битный RSA, используя квантовый компьютер с 372 кубитами. Их алгоритм выходит за рамки алгоритма, созданного Питером Шором в 1990-х годах, который является теоретической основой возможностей расшифровки квантовых вычислений, и использует еще один алгоритм, разработанный немецким математиком Клаусом-Петером Шнорром, который в 2022 году заявил, что можно разложить на множители большие числа. эффективнее алгоритма Шора — настолько эффективно, что код RSA можно взломать даже с помощью классического компьютера.

Китайцы говорят, что они доказали возможность расшифровки 2048-битного RSA, используя классический компьютер всего с 10 запутанными кубитами. Это немалый подвиг, учитывая тот факт, что другие эксперты сказали Взлом 2048 RSA не может быть выполнен с использованием менее 20 миллионов кубитов, если это вообще возможно.

Китайская команда утверждает, что они взломали 48-битный RSA, используя гибридную систему на основе квантового компьютера с 10 кубитами, и могли бы сделать то же самое для 2048-битного, если бы у них был доступ к квантовому компьютеру как минимум с 372 кубитами. Это почти в пределах досягаемости современных квантовых компьютеров. Например, компания IBMIBM
недавно объявленный Osprey может похвастаться 433 кубитами.

Если эти утверждения верны, то квантовый компьютер, взламывающий коды, уже не за горами. Но отчет вызвал множество сомнений, некоторые даже назвали его мистификацией.

Критики справедливо скептически относятся к тому, что процесс, описанный алгоритмом Шнорра, действительно масштабируем, как утверждается в отчете. Китайская команда даже признает, что «квантовое ускорение алгоритма неясно из-за неоднозначной сходимости QAOA», которая представляет собой квантовую подпрограмму, используемую для решения головоломки простых чисел и взлома RSA. Это говорит о том, что они не знают, сработает ли их алгоритм, когда его попытаются использовать с большим количеством кубитов на настоящем компьютере.

Это немного похоже на то, как кто-то утверждает, что нашел способ посадить космический корабль на Луну, потому что он построил ракету на своем заднем дворе, которая перепрыгнула через забор во двор его соседа.

Тем не менее, возможно, он неправильно оценил расстояние, но у него в руках правильные инструменты.

В этом смысле то, что сделали китайцы, имеет направленное значение. Углубившись в статью, мы видим, что их результаты были получены с использованием гибридной системы, т.е. такой, которая сочетает в своих вычислениях классические и квантовые элементы. Такая система использовалась ранее в китайских исследованиях по взлому квантовых кодов, о которых я рассказывал. в предыдущей колонке.

Это означает, что вам не нужен монолитный крупномасштабный квантовый компьютер для расшифровки — теоретически безошибочная квантовая машина, которая может быть окончательно готова к 2040 году. С гибридными инструментами вы можете начать работать над процессом прямо сейчас, в эпоху современных склонных к ошибкам «шумных» квантовых компьютеров.

Вот почему администрация Байдена поступила правильно, издав исполнительные указы вроде Меморандум о национальной безопасности 10 подтолкнуть агентства к принятию стандартов квантовой безопасности как можно раньше, в то время как Конгресс принял Закон о готовности к квантовой кибербезопасности, впервые спонсируемый конгрессменом от Калифорнии Ро Ханной. В то же время нашему правительству необходимо активизировать свои усилия в гонке за квантовым дешифрованием, причем не только за счет квантового шифрования, но и за счет гибридного подхода.

Между тем, частным компаниям и учреждениям необходимо ускорить собственное внедрение квантово-безопасных решений для будущего своих данных и сетей.

Потому что срок до Q-Day с каждым разом становится немного короче.