رایانههای کوانتومی در شکستن رمزگذاری بهتر از رایانههای متعارف عمل میکنند
پژوهشگران میگویند با «پیشرفتهای آینده»، این امکان که رایانههای کوانتومی بتوانند رمزنگاری بیتکوین را بشکنند «دستیافتنی» خواهد بود.
پژوهشگران اندازه رایانه کوانتومی مورد نیاز برای شکستن رمزنگاری شبکه بیتکوین را برآورد کردهاند تا بسنجند رایانههای کوانتومی آینده در چه ابعادی باید باشند تا بتوانند سایر وظایف را انجام دهد.
مارک وبر، که هنگام مدیریت این پژوهش در دانشگاه ساسکس مشغول به کار بود، گفت: «بیشتر کارهای پژوهشی انجامشده در این حوزه بر یک بستر سختافزاری خاص، دستگاههای ابررسانا، مانند آنچه آیبیام و گوگل رویش کار میکنند، متمرکز است.»
«بسترهای سختافزاری گوناگون در ویژگیهای سختافزاری اصلی مانند میزان عملکرد و کیفیت کنترل روی کیوبیتها [واحد پایهای پردازش و رمزنگاری کوانتومی] بسیار متفاوت خواهند بود.»
رایانههای کوانتومی بیتهای کلاسیکــ همان صفر و یکهایی که برای رمزگذاری اطلاعات دیجیتال استفاده میشودــ را با بیتهای کوانتومی یا کیوبیتها جایگزین میکنند.
کیوبیتها که در وضعیت برهمنهی قرار دارند، میتوانند همزمان بهعنوان صفر و یک عمل کنند، به این معنا که با هر کیوبیت جدیدی که به رایانه اضافه میشود، قدرتش بهصورت تصاعدی افزایش پیدا میکند نه خطی.
بسیاری از وعدههایی که در مورد رایانش کوانتومی داده شده است نیازمند رایانهای کوانتومی است که خطاهایش اصلاح شده باشد. این کار اجرای الگوریتمهای طولانیتر را با تعدیل خطاهای لاینفک و طبیعی رایانه جبران میکندــ که به بهای نیاز به کیوبیتهای فیزیکی بیشتر است.
«برای اجرای سریعتر الگوریتم کوانتومی، میتوانیم با افزایش کیوبیتهای فیزیکی عملیات موازی بیشتری انجام دهیم. ما کیوبیتهای اضافی موردنیاز برای دستیابی به بازه اجرای مطلوب را وارد میکنیم، که به میزان عملکرد در سطح سختافزاری بستگی زیادی دارد.»
بسیاری از رایانههای کوانتومی محدودیت دارند زیرا فقط کیوبیتهای کنار هم میتوانند با یکدیگر کنش داشته باشند. در سایر طراحیها، کیوبیتها را میشود بهصورت فیزیکی جابهجا کرد تا با بقیه کنش داشته باشند.
رایانههای کوانتومی در شکستن رمزگذاری بهتر از رایانههای متعارف عمل میکنند. بیشتر مکاتبات امن از رمزنگاری آراساِی (ریوستـ شامیرـ ادلمن) استفاده میکنند، که اولین بار در سال ۱۹۷۷ معرفی شد.
امنیت سیستم به میزان دشواری عملی تجزیه و اتحاد دو عدد اول بزرگ بستگی دارد، که مبنا و اساس کلید عمومیاند. پیامی که با چنین کلیدی «قفل میشود» فقط در صورتی رمزگشایی میشود که فرد گیرنده این اعداد اول را بداند.
در مقابل، بیتکوین از الگوریتم امضای دیجیتال منحنی بیضوی استفاده میکند، اما پژوهشگران میگویند هر دو روش در مقابل حملههای احتمالی در آینده آسیبپذیر خواهند بود.
وبر گفت: «رایانههای کوانتومی پیشرفته فناوری روز فقط ۵۰ تا ۱۰۰ کیوبیت دارند. بر اساس برآورد ما از نیاز به ۳۰ تا ۳۰۰ میلیون کیوبیت فیزیکی، میشود گفت بیتکوین فعلا از حمله کوانتومی در امان است، اما بهطور کلی تصور میشود دستگاههایی در این ابعاد دستیافتنی باشند، و پیشرفتهای آینده ممکن است میزان [کیوبیتهای] مورد نیاز را پایینتر بیاورند.»
بیتکوین شاید بتواند یک هارد فورک [جدایی زنجیرهای از بلوکها از زنجیره بلوکی اصلی] برای شیوه رمزنگاری امن در مقابل کوانتوم داشته باشد، اما افزایش حافظه مورد نیاز میتواند مشکلاتی در مقیاسپذیری شبکه ایجاد کند.
مقاله «تاثیر ویژگیهای سختافزاری در دستیابی به مزیت کوانتومی در سامانه تابآوری خطا» در نشریه ایویاس کوانتوم ساینس (AVS Quantum Science) منتشر شده است.
© The Independent