Знаете ли вы, что статья содержит (предположения), которые являются очень идеализированными и делают этот атака возможной, а успех или неуспех атаки зависит от этих предположений.

Во-первых, какие это предположения:

Это сценарии гипотез (помощи), которые исследователь выдвигает для достижения желаемого результата,
эти предположения могли быть проверены на ограниченном масштабе или еще не проверены, но дают сценарий (представления) о том, что может произойти, если эти гипотезы сработают в их идеальной форме.

Сам документ называет эти предположения «benign hardware assumptions».

Вот основные предположения из документа Google Quantum AI:

Физочный уровень ошибок (Physical Error Rate):

10^{-3} (то есть примерно один ошибка на каждые 1000 операций).

Проблема: этот уровень подтвержден только на небольшом масштабе (десятки или сотни кубитов, как чип Willow). При расширении до сотен тысяч кубитов возникают коррелированные ошибки (correlated errors) и «ошибочная плоскость» (error floor), которая не снижается так, как ожидается, что делает экстраполяцию очень оптимистичной.

Архитектура кубитов: сверхпроводящие кубиты (superconducting qubits).

Проблема: эта архитектура очень чувствительна к шумам, вибрациям и космическому излучению. Когда число достигает 500 000, проблемы охлаждения, энергии и crosstalk (crosstalk) между кубитами становятся очень сложными и еще не подтверждены на практике.

Связь между кубитами (Connectivity): планарная архитектура с степенью соединения четыре (connectivity, каждый кубит соединен только с 4 другими).

Проблема: такое ограниченное соединение увеличивает накладные расходы схем и замедляет выполнение. Лучшие архитектуры (например, дальнодействующие или с более высокой степенью соединения) практически не реализованы в текущих устройствах и требуют технологий, которые еще не подтверждены.

Код исправления ошибок: варианты surface code (расширенные версии surface code).

Проблема: успешно протестированы на малых расстояниях (distance 5–7). При больших расстояниях, необходимых для 500 000 кубитов, декодирование (анализ и исправление ошибок) становится очень медленным, и появляется error floor, который мешает достичь требуемой точности для атаки за считанные минуты.

Требуемое число физических кубитов: менее 500 000 физических кубитов.

Проблема: эта цифра основана на экстраполяции с чипа Google (Willow).
(экстраполяция) с 105 кубитов до полумиллиона.

Масштабирование в такой величине еще не протестировано, и инженерные проблемы (например, поддержание одинакового качества во всех кубитах) делают это сложным для реализации в ближайшие годы.

Время выполнения: атака может быть выполнена за несколько минут (примерно 9–23 минуты).

Проблема: это зависит от очень быстрого цикла работы и мгновенного исправления ошибок. На практике, по мере увеличения системы, время декодирования и исправления ошибок растет, что может превратить минуты в часы или дни.

В конце концов, существует десятки научных статей, которые используют сценарии с определенными предположениями и дают нереалистичные оптимистичные сценарии о том, как атака может стать возможной на шифрование.

Есть статьи с 2014 года, которые обсуждают эту атаку, основываясь на тех же предположениях.

Но до сих пор не появился «ожидаемый квантовый компьютер», который бы реализовал эти идеи и сделал их реальностью.