量子コンピューティングとビットコインの未来
量子コンピューティング企業のAlice & Bobによる新たな研究は、ビットコインネットワークを保護する暗号を破るために必要な量子コンピューティングリソースが、これまで考えられていたよりもはるかに少なくて済む可能性があることを示唆しています。この発見は、暗号通貨をポスト量子の未来に備えさせるための取り組みに緊急性を加えています。
量子コンピュータの性能
パリとボストンに拠点を置く同社は木曜日に、約29,588の物理キュービットを搭載したフォールトトレラント量子コンピュータが、256ビットの楕円曲線暗号問題をわずか61.8分で解決できると推定していると発表しました。この数学的問題は、ビットコイン取引を承認するために使用されるデジタル署名の基盤となっています。
新しい研究論文で詳述されたこの発見は、22,593の物理キュービットがRSA-2048暗号を約3.14日で破ることができることも示唆しており、これは以前の推定からの大幅な削減です。
2019年には、研究者たちはRSA-2048の因数分解には約2000万の物理キュービットが必要であると予測していましたが、昨年のGoogle Quantum AIからの改訂された推定では、その数は100万未満にまで下がりました。
量子エラー訂正と暗号の脅威
Alice & Bobは、最新の計算が量子ハードウェアの要件と処理時間の組み合わせを最小化するための新しいベンチマークを示していると述べています。この研究は、特定の量子エラーをハードウェアレベルで減少させるために設計されたキャットキュービットと呼ばれる特殊な超伝導技術に依存しています。
研究者たちは、そのアプローチをより効率的なエラー訂正コードと、広く使用されている公開鍵暗号を打破する能力を持つ量子コンピューティング手法であるショアのアルゴリズムに必要な数学的操作の改善と組み合わせました。
同社は、これらの発見が既存の量子コンピュータがビットコインの鍵を解読できるという証拠ではなく、理論的なリソース推定であることを強調しました。
ビットコインへの影響と今後の課題
ビットコインにとって、その影響は、ユーザーが資金の所有権を示すことを可能にする楕円曲線デジタル署名システムに集中しています。十分に強力な量子コンピュータは、公開鍵が露出した場合にプライベートキーを計算できる可能性があり、攻撃者が不正な署名を生成し、暗号通貨を盗むことを可能にします。
Alice & Bobの推定によると、1時間の攻撃はビットコインの約10分の平均ブロック間隔を超えるため、確認を待つ間に通常の取引を攻撃する実用性は限られています。しかし、すでに公開された公開鍵に関連するコインは、攻撃者が次のブロックの前に計算を完了する必要がないため、より深刻な脅威に直面する可能性があります。
この発表は、量子攻撃に対する技術的障壁が徐々に減少していることを示唆する一連の最近の進展に続いています。Bitcoin.com Newsが今月初めに報じたように、Google Quantum AIは、複雑な計算に必要な特殊な量子状態の信頼性を40倍向上させるエラー削減技術であるマジックステート栽培を実証しました。
量子コンピューティングの進展と未来の展望
3月に発表された別のGoogleの研究では、高度な量子マシンが500,000未満の物理キュービットを使用してビットコインの楕円曲線署名を理論的に危険にさらすことができることが示唆されており、提案された構成の1つは約9分で攻撃を完了することができるとされています。
一方、量子コンピューティング企業のQuantinuumは10月19日に、同社のHeliosシステムが99.9995%の論理的忠実度に達し、約100万回の操作あたり5回のエラーに相当することを発表しました。同社は、この成果が2029年までに商業的に有用なフォールトトレラント量子コンピュータを提供するという野望を支えるものであると述べました。
Alice & Bobの計算は、攻撃に必要な機器を大幅に削減できる方法を示す異なる種類の進展を表しています。
「アルゴリズムを実行するために必要なリソースの推定は、エラー訂正とアルゴリズム設計のより良いアプローチが開発されるにつれて着実に減少しています」と、Alice & BobのCEOであるThéau Peronninは声明で述べました。
同社は、量子ハードウェアの改善と計算要件の減少が2030年代初頭に収束する可能性があると予測していますが、それは確立されたタイムラインではなく予測に過ぎません。この発見は、ビットコインの開発者に対して、こうした機械が利用可能になる前に量子耐性のある署名スキームを調査するよう圧力をかけています。
以前の推定では、約690万BTCが潜在的な露出に直面する可能性があるとされており、対応する公開鍵がすでに公開されています。ビットコインの既存の署名技術を置き換えることは、より大きな取引データ要件、既存のウォレットとの互換性の問題、非アクティブまたはアクセスできないアドレスに保有されているコインを保護する方法という難しい問題を含むかなりの複雑さをもたらします。
Alice & Bobは、機能する量子攻撃を待つのではなく、組織がポスト量子暗号保護を採用し始めるよう促しました。ビットコインでは、変更には広範な技術的レビューと広範なネットワークの調整が必要であるため、縮小する推定は、暗号的に能力のある量子コンピュータの実際の到着が不確実であるにもかかわらず、準備をますます重要にする可能性があります。
Googleは、エラーを40倍削減する技術を実証する重要な量子コンピューティングのブレークスルーを発表しました。
