Công ty máy tính lượng tử IonQ vừa công bố bản thiết kế kỹ thuật toàn diện đầu tiên trên thế giới mô phỏng khả năng phá vỡ chữ ký elliptic-curve 256-bit bằng máy tính lượng tử.
Theo ước tính từ nghiên cứu, một cỗ máy lượng tử có khả năng chịu lỗi (fault-tolerant) trong tương lai có thể giải quyết hoàn toàn bài toán đường cong elip secp256k1 mà mạng lưới Bitcoin đang sử dụng chỉ trong khoảng 25,7 ngày, với hệ thống yêu cầu 19.397 qubit (đơn vị lượng tử) vật lý đã gồm cơ chế sửa lỗi.
Bảo mật của Bitcoin có thể bị "bẻ gãy" trong chưa đầy 1 tháng.
Thay vì chỉ dừng lại ở các ước tính lý thuyết đơn giản hóa như trước đây, nhóm nghiên cứu đã chuyển đổi thuật toán Shor kinh điển thành một mô hình phần cứng cụ thể gồm 1.457 qubit logic và khoảng 39 triệu cổng Toffoli.
Bằng việc ứng dụng kiến trúc Walking Cat kết hợp giữa điện toán ion bẫy và kỹ thuật sửa lỗi lượng tử, các chuyên gia đã biên dịch toàn bộ phép tính xuống từng khối cơ bản nhằm tính toán chính xác xác suất bẻ khóa thành công.
Đại diện IonQ khẳng định kết quả này là một bản thiết kế kỹ thuật chi tiết chứ chưa phải là một cuộc tấn công thực tế, và không có bất kỳ nền tảng tiền mã hóa nào bị xâm phạm trong quá trình nghiên cứu. Dù công ty đặt mục tiêu ra mắt hệ thống chịu lỗi 10.000 qubit vật lý vào năm 2027 và tiếp tục nâng cấp vào năm 2028, quy mô gần 20.000 qubit cần thiết cho thấy nguy cơ đối với Bitcoin vẫn chưa thể diễn ra ngay ở thời điểm hiện tại.
Việc tối ưu hóa đồng bộ trên toàn bộ ngăn xếp công nghệ từ thuật toán, trình biên dịch đến kiến trúc phần cứng đã giúp thu nhỏ đáng kể quy mô máy móc cần thiết cho tác vụ này. Phương pháp tiếp cận toàn diện của IonQ không chỉ giới hạn trong lĩnh vực mật mã học mà còn mở rộng lộ trình ứng dụng lượng tử sang các ngành khoa học vật liệu, hóa học, dịch vụ tài chính, tối ưu hóa và an ninh quốc gia.
Minh họa bảo mật Bitcoin bị máy tính lượng tử bẻ gãy.
Nghiên cứu về chuẩn secp256k1 của IonQ đã thiết lập một thước đo cụ thể giúp giới khoa học định lượng chính xác thời điểm các cuộc tấn công lượng tử trở nên khả thi trong thực tế. Dù mạng lưới Bitcoin hiện tại vẫn an toàn, bản thiết kế phần cứng này đặt ra cơ sở quan trọng để ngành công nghệ và mật mã học chủ động chuẩn bị các giải pháp bảo vệ dữ liệu trong tương lai.
An An (theo IE)
