Solo se necesitan 10,000 qubits, y 69 millones de bitcoins en reposo enfrentan la cuenta regresiva para "abrir la caja"

Según el monitoreo de 1M AI News, el mismo día en que se publicó el Libro Blanco de Google Quantum AI, la startup de computación cuántica con átomos neutros Oratomic publicó un artículo en arXiv que afirma que solo se necesitan aproximadamente 10.000 qubits cuánticos reconfigurables de átomos neutros para ejecutar el algoritmo de Shor en un nivel relacionado con escalas de criptografía. Este artículo toma directamente como entrada los circuitos de Shor de baja profundidad optimizados por Google y, sobre esa base, optimiza otra capa de la pila de computación cuántica: Google comprime la cantidad de qubits cuánticos lógicos necesarios para el algoritmo (de varios miles a aproximadamente 1200); Oratomic comprime la cantidad de qubits cuánticos físicos necesarios para cada qubit lógico. La combinación de ambas optimizaciones, en conjunto, empuja la escala de hardware requerida para romper el cifrado a un nivel sin precedentes.

El método clave de Oratomic consiste en reemplazar los códigos de superficie tradicionales por códigos qLDPC con alta tasa de codificación. Los códigos de superficie son, actualmente, el esquema de corrección de errores cuánticos más utilizado; la propuesta superconductora de Google lo emplea, pero su eficiencia de codificación es baja: cada qubit lógico requiere aproximadamente 400 qubits físicos, con un total de cerca de 500.000. Los códigos qLDPC tienen una tasa de codificación de alrededor del 30% y permiten proteger la misma cantidad de qubits lógicos con muchos menos qubits físicos, reduciendo la demanda total desde el orden de los millones en aproximadamente dos órdenes de magnitud.

El artículo presenta múltiples configuraciones de arquitectura (asumiendo que el período de medición del estabilizador es de 1 milisegundo):

1. Con aproximadamente 10.000 qubits cuánticos físicos, se puede ejecutar el algoritmo de Shor para romper el cifrado de curva elíptica de 256 bits (el esquema criptográfico usado por Bitcoin y Ethereum); el tiempo de ejecución depende del grado de paralelismo
2. Con aproximadamente 26.000 qubits cuánticos físicos, el tiempo de ejecución para romper el cifrado de curva elíptica es de alrededor de 10 días
3. Con aproximadamente 102.000 qubits cuánticos físicos, el tiempo de ejecución para romper RSA-2048 es de alrededor de 97 días

El costo es la velocidad: la frecuencia de reloj de los átomos neutros es muy inferior a la del esquema superconductores; romper una vez requiere varios días en lugar de varios minutos. Pero esto no significa que la amenaza sea menor. El esquema superconductores de Google (500.000 qubits, 9 minutos) es adecuado para secuestrar transacciones en tiempo real que ya se están transmitiendo; el esquema de átomos neutros de Oratomic (1-2,6 万 qubits, varios días) es adecuado para atacar carteras en reposo con claves públicas ya expuestas, y este tipo de ataque no necesita robar tiempo. El Libro Blanco de Google estima que aproximadamente 6,9 millones de bitcoins pertenecen a esta categoría.

La brecha de hardware se está reduciendo. El artículo señala que el experimento con átomos neutros ya ha demostrado una matriz de captura física de más de 6.100 qubits, aunque estas matrices aún no han realizado computación cuántica; los sistemas de átomos neutros con capacidad de computación tolerante a fallos actualmente son de alrededor de 500 qubits. De 500 a los 10.000 que requiere el artículo, la brecha es de aproximadamente 20 veces, muy inferior a las aproximadamente 5.000 veces de la ruta de superconductores de Google (actualmente alrededor de 100 vs. lo que se necesitan 500.000). Los autores del artículo provienen de Oratomic y también están afiliados al Instituto de Tecnología de California; entre los miembros se incluyen la autoridad en computación cuántica John Preskill y Manuel Endres, y el autor de correspondencia es Dolev Bluvstein. Al final del artículo se afirma que las mejoras posteriores de aceleración del hardware y del rendimiento de corrección de errores podrían acortar aún más el tiempo de ejecución en al menos un orden de magnitud, e incluso reducirlo a nivel de horas o minutos.