北京
IonQ量子计算机研究提供了破解256位椭圆曲线签名的首个端到端蓝图。
IonQ公布了其所谓的全球首个完全编译的端到端蓝图，用于用量子计算机破解256位椭圆曲线签名。
该研究为这一问题给出了一个引人注目的数字。据估计，一台容错量子机器可以在大约25.7天内解决比特币的secp256k1椭圆曲线问题。
研究人员得出的结论是，完成该计算需要19397个物理量子比特。这一数字包括了在量子纠错条件下运行该算法所需的硬件。
这一结果并不意味着比特币今天就能被破解。IonQ尚未在可运行的量子计算机上演示这一攻击。相反，这篇论文梳理了整个计算过程，直至未来机器需要执行的各项操作。
将Shor算法转化为硬件
长期以来，Shor算法一直被视为用量子计算机破解公钥密码学的理论路径。然而，把这一数学方法转化为机器，却是一个大得多的工程难题。
IonQ的研究人员将针对secp256k1的攻击建模为一种实际的容错工作负载。这条曲线之所以成为有用的基准，是因为比特币依赖它，而且密码学家已对它进行了广泛研究。
由此产生的设计使用了1457个逻辑量子比特和约3900万个Toffoli门。一旦引入纠错，这些逻辑资源便会扩展为数千个物理量子比特。
IonQ量子计算总裁Chris Ballance表示，团队已将计算编译到最底层的纠错原语。这种详细程度也使研究人员能够计算出成功完成计算概率的可证明下限。
IonQ表示，以往的估算常常会简化掉机器中可能主导运行时间的部分。Ballance指出，在研究过程中，没有任何数字资产或加密货币平台遭受攻击。
Walking Cat变为机器
团队使用IonQ的Walking Cat架构将该算法转化为硬件设计。该架构将离子阱计算与量子纠错技术相结合。
随后，研究人员围绕secp256k1的具体要求重构了这一架构。由此产生了一个拥有19397个物理量子比特的系统，略低于IonQ在公告中强调的20000量子比特规模。
IonQ架构副总裁John Gamble将这一结果描述为一份工程蓝图，而非纯粹的理论资源估算。这一区别很重要。量子计算机需要大量的物理硬件来创建数量较少但可靠的逻辑量子比特。
IonQ目前的路线图目标是在2027年推出一个拥有10000个物理量子比特的容错系统。该公司预计在2028年前后实现进一步的硬件和制造进步。
更精确的量子基准
IonQ量子应用研发副总裁Martin Roetteler表示，资源的减少源于整个技术栈的进步。研究人员将算法与编译器、硬件架构和纠错系统一同优化。这种协同使得曾被认为需要大得多的机器才能完成的工作负载，进入了IonQ规划系统的能力范围。
这一结果并不意味着对比特币的量子攻击迫在眉睫。但它确实为研究人员评估此类攻击何时可能变得可行提供了一个具体得多的目标。
IonQ表示，同样的全栈方法可以支持密码学之外的工作。其路线图涵盖化学、材料科学、金融服务、优化和国家安全等领域的量子应用。
因此，secp256k1研究本身就是对该架构的一次严苛测试。它将一个著名的量子算法、一个真实的密码学标准以及一台拟议中的机器结合起来，并用工程师可以仔细审视的数字将三者连接起来。
如果朋友们喜欢，敬请关注“知新了了”！
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
