کامپیوترهای کوانتومی ممکن است در ۳ روز RSA‑2048 را شکسته کنند
منتشرشده: · فناوری
پژوهشگران شرکت کوانتومی Alice & Bob برآورد کرده‌اند که با استفاده از ۲۲٬۵۹۳ کیوبیت گربه‌ای، الگوریتم شور می‌تواند کلید RSA‑2048 را در حدود ۳٫۱۴ روز تجزیه کند. این کامپیوتر هنوز ساخته نشده است.
پژوهش جدیدی نشان می‌دهد که کامپیوترهای کوانتومی ممکن است در آینده بتوانند استاندارد رمزنگاری RSA‑2048 را در حدود ۳ روز بشکنند. پژوهشگران شرکت کوانتومی Alice & Bob برآورد کرده‌اند که این کار با استفاده از ۲۲٬۵۹۳ کیوبیت ابررسانای موسوم به کیوبیت گربه‌ای امکان‌پذیر است؛ هرچند چنین کامپیوتری هنوز ساخته نشده است.
استاندارد RSA‑2048 یکی از روش‌های رمزنگاری کلید عمومی است که امنیت آن به دشواری تجزیه حاصل‌ضرب دو عدد اول بسیار بزرگ وابسته است. این حاصل‌ضرب عددی حداکثر ۶۱۷ رقم اعشاری ایجاد می‌کند و شکستن آن بسیار سخت است.
پژوهشگران در مطالعه جدید منابع محاسباتی موردنیاز برای اجرای الگوریتم شور را با استفاده از کیوبیت‌های گربه‌ای بررسی کرده‌اند. الگوریتم شور، که در سال ۱۹۹۴ طراحی شد، یک الگوریتم کوانتومی برای تجزیه اعداد بزرگ است که می‌تواند این فرایند را به‌صورت نمایی سریع‌تر کند.
کیوبیت‌های گربه‌ای جایگزینی برای کیوبیت‌های ترانسمون هستند که در بسیاری از کامپیوترهای کوانتومی به کار می‌روند. این کیوبیت‌ها از فوتون‌هایی تشکیل شده‌اند که در محفظه‌ای فلزی و کوچک به دام افتاده‌اند. ماهیت موج‌مانند این سیستم اجازه می‌دهد یکی از دو نوع خطای کوانتومی، یعنی خطای وارونگی بیت، را به‌صورت نمایی کاهش دهد؛ در حالی‌که خطای وارونگی فاز تنها به‌صورت خطی افزایش پیدا می‌کند.
بر اساس محاسبات جدید، سیستمی متشکل از ۲۲٬۵۹۳ کیوبیت گربه‌ای می‌تواند کلید RSA‑2048 را در مدت ۳٫۱۴ روز تجزیه کند. محققان همچنین بررسی کرده‌اند که با افزایش تعداد کیوبیت‌ها می‌توان زمان محاسبه را کاهش داد. طبق برآوردشان، اتصال ۱۰ کامپیوتر کوانتومی و استفاده از مجموع ۶۱۰٬۵۳۰ کیوبیت گربه‌ای می‌تواند زمان شکستن RSA‑2048 را به ۱٫۲۵ ساعت برساند.
پژوهشگران در بخش دیگری از مطالعه، منابع موردنیاز برای شکستن سازوکار رمزنگاری منحنی بیضوی را نیز بررسی کرده‌اند؛ روشی که برای تامین امنیت مالکیت بیت‌کوین به کار می‌رود. طبق محاسبات آن‌ها، سیستمی با ۲۹٬۵۸۸ کیوبیت گربه‌ای می‌تواند این سازوکار را در مدت ۶۱٫۸ دقیقه بشکند.
با وجود کاهش برآورد منابع محاسباتی، در حال حاضر هیچ کامپیوتر کوانتومی با ۲۳ هزار کیوبیت وجود ندارد و فناوری فعلی همچنان با موانع متعددی روبه‌رو است. کنترل دما، افزایش مقیاس سیستم‌ها، حفظ پایداری کیوبیت‌ها و اتصال تراشه‌های متعدد به یکدیگر از جمله چالش‌هایی هستند که باید برطرف شوند.
این پژوهش هنوز همتاداوری نشده و به‌صورت پیش‌چاپ در آرشیو Cryptology ePrint منتشر شده است.