Модель требует 22 593 кошачьих кубита и предполагает самопроизвольную смену значения кубита в среднем раз в 100 лет. В эксперименте этот интервал составил 44 минуты. Описанная машина пока не существует.
Взлом шифрования RSA-2048 теоретически может занять 3,14 дня на квантовом компьютере с 22 593 кошачьими кубитами — элементами, которые хранят и обрабатывают квантовую информацию. Такую оценку получила команда под руководством специалистов парижской компании Alice & Bob. Это расчет требований к будущей машине, а не результат реального взлома.
RSA используется для защиты интернет-соединений, банковских операций и обновлений программ. Его стойкость обусловлена сложностью разложения большого числа на два исходных простых множителя. Квантовый алгоритм Шора позволяет значительно ускорить эту задачу. Авторы оценили, сколько оборудования и времени потребуется для его выполнения. Работа доступна как препринт, то есть предварительная публикация без научного рецензирования.
В расчетах использованы так называемые кошачьи кубиты, названные в честь мысленного эксперимента с котом Шредингера. Их создают с помощью фотонов в небольшом резонаторе. Такая конструкция помогает подавлять один из основных типов ошибок, когда квантовый элемент самопроизвольно меняет значение. С увеличением числа фотонов частота таких ошибок снижается экспоненциально, а частота ошибок другого типа — фазовых — растет линейно.
С 2023 года оценка необходимого количества таких кубитов у Alice & Bob снизилась с 350 тысяч до менее чем 23 тысяч. Это примерно в 40 раз меньше миллиона кубитов из другой оценки 2025 года. Однако напрямую сравнивать числа следует осторожно: расчеты основываются на различных характеристиках оборудования и возможностях исправления ошибок.
Меньшее число кубитов упрощает устройство машины, включая систему охлаждения. Ускорение вычислений, напротив, требует дополнительных ресурсов. По оценке авторов, десять связанных квантовых компьютеров с общим числом 610 530 кошачьих кубитов могли бы справиться с RSA-2048 за 1,25 часа.
Главная оговорка касается надежности. Основной расчет предполагает, что самопроизвольная смена значения кубита происходит в среднем раз в 100 лет. В эксперименте специалисты Alice & Bob достигли среднего интервала 44 минуты. Если заложить в модель интервал около часа, необходимое число кубитов удвоится примерно до 45 тысяч.
Отдельно команда оценила атаку на криптографическую защиту владения биткоинами. Для нее потребовались бы 29 588 кошачьих кубитов и 61,8 минуты. Это дольше примерно десятиминутного интервала между блоками, в который, как отмечают авторы, нужно уложиться для кражи при переводе.
Описанной машины пока не существует. Разработчикам предстоит решить проблемы стабильности, охлаждения и соединения множества квантовых элементов. Авторы допускают сближение возможностей оборудования с расчетными требованиями в начале 2030-х годов, но сроки появления реальной угрозы остаются неопределенными.
Фото: hi-tech.mail.ru