En bref
- Les chercheurs de Caltech affirment que les ordinateurs quantiques pourraient nécessiter seulement 10 000 à 20 000 qubits pour casser la cryptographie moderne.
- Les travaux décrivent une nouvelle approche de correction d'erreurs pour les ordinateurs quantiques à atomes neutres.
- Cette avancée pourrait accélérer les délais pour les machines capables d'exécuter l'algorithme de Shor, qui menace la cryptographie largement utilisée.
Les ordinateurs quantiques capables de casser la cryptographie moderne pourraient nécessiter beaucoup moins de qubits qu'on ne le pensait auparavant, selon de nouvelles recherches du California Institute of Technology.
Dans l'étude publiée lundi, Caltech a collaboré avec Oratomic, une startup d'informatique quantique basée à Pasadena et fondée par des chercheurs de Caltech, pour développer un nouveau système à atomes neutres dans lequel des atomes individuels sont piégés et contrôlés par des lasers pour agir comme qubits. Cela pourrait permettre à un ordinateur quantique tolérant aux pannes d'exécuter l'algorithme de Shor, qui pourrait dériver des clés privées à partir des clés publiques utilisées dans la cryptographie à courbe elliptique de Bitcoin, avec aussi peu que 10 000 qubits atomiques reconfigurables.
Dolev Bluvstein, cofondateur et PDG d'Oratomic, professeur associé invité en physique à Caltech, a déclaré que les progrès de l'informatique quantique accélèrent le calendrier pour des machines pratiques et augmentent la pression pour migrer vers une cryptographie résistante aux ordinateurs quantiques.
« Les gens ont l'habitude que les ordinateurs quantiques soient toujours à 10 ans », a déclaré Bluvstein à Decrypt. « Mais quand on regarde où nous étions il y a un peu plus de dix ans, les meilleures estimations de ce qui serait nécessaire pour l'algorithme de Shor étaient d'un milliard de qubits à une époque où les meilleurs systèmes que nous avions en laboratoire étaient d'environ cinq qubits. »
Les systèmes de correction d'erreurs les plus courants aujourd'hui nécessitent souvent environ 1 000 qubits physiques pour créer un seul qubit logique fiable, l'unité corrigée d'erreurs utilisée pour effectuer des calculs. Cette surcharge a contribué à faire passer les estimations pour les systèmes pratiques tolérants aux pannes dans la gamme du million de qubits, ralentissant les progrès vers des machines capables d'exécuter des algorithmes qui pourraient menacer la cryptographie RSA et à courbe elliptique utilisée par Bitcoin et Ethereum.
Bluvstein a noté que les systèmes de laboratoire actuels approchent déjà – et dans certains cas dépassent – 6 000 qubits physiques. En d'autres termes, le risque pour la cryptographie pourrait être beaucoup plus proche que ce que les experts pensaient auparavant.
« On peut vraiment voir la taille du système et la contrôlabilité augmenter au fil du temps alors que la taille du système requise diminue », a-t-il déclaré.
En septembre, les chercheurs de Caltech ont dévoilé un ordinateur quantique à atomes neutres fonctionnant avec 6 100 qubits avec une précision de 99,98 % et des temps de cohérence de 13 secondes. C'était une étape importante vers des machines quantiques corrigées d'erreurs qui a également renouvelé les inquiétudes concernant les menaces futures pour Bitcoin de l'algorithme de Shor.
La menace a incité les gouvernements et les entreprises technologiques à commencer à migrer vers la cryptographie post-quantique, ou un chiffrement conçu pour résister aux attaques quantiques. Les chercheurs mettent toutefois en garde contre le fait que des défis d'ingénierie majeurs subsistent, notamment la mise à l'échelle des systèmes quantiques tout en maintenant des taux d'erreur extrêmement faibles.
« Le simple fait d'avoir 10 000 qubits physiques est quelque chose qui pourrait se produire d'ici un an », a déclaré Bluvstein. « Mais ce n'est vraiment pas l'objectif que les gens pensent. Ce n'est pas comme si, lorsque vous concevez un ordinateur, vous mettez simplement les transistors sur la puce, vous vous lavez les mains et vous dites que c'est fait. C'est une tâche hautement non triviale, extrêmement compliquée, que d'aller réellement construire l'un de ces systèmes. »
Malgré cela, Bluvstein a déclaré qu'un ordinateur quantique pratique pourrait émerger avant la fin de la décennie.
Cette nouvelle intervient alors que les chercheurs de Google ont publié de nouvelles découvertes mardi, suggérant que les futurs ordinateurs quantiques pourraient casser la cryptographie à courbe elliptique avec moins de ressources qu'on ne le pensait auparavant. Cela a ajouté une urgence aux appels pour une transition vers la cryptographie post-quantique avant que de telles machines ne deviennent viables.
Bien que l'industrie des crypto-monnaies ait de plus en plus commencé à se concentrer sur le risque quantique, Bluvstein a déclaré que ce risque s'étend bien au-delà des réseaux blockchain et nécessite des changements dans une grande partie du monde numérique moderne.
« Je pense que toute l'infrastructure numérique mondiale. Ce n'est pas seulement la blockchain. Ce sont les appareils de l'internet des objets, la communication internet, les routeurs, les satellites », a-t-il déclaré. « Cela s'étend à toute l'infrastructure numérique mondiale, et c'est compliqué. »
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Source : https://decrypt.co/362988/cryptography-breaking-quantum-computers-closer-expected-caltech-bitcoin
