ระวังบิตคอยน์: คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทำลายการเข้ารหัสอาจใกล้กว่าที่คาดไว้ ตามรายงานของคาลเทค

โดยสรุป

• นักวิจัยจาก Caltech ระบุว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมอาจต้องใช้เพียง 10,000–20,000 คิวบิต เพื่อถอดรหัสการเข้ารหัสสมัยใหม่
• งานดังกล่าววางแนวทางใหม่ด้านการแก้ไขข้อผิดพลาดสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมชนิดอะตอมเป็นกลาง
• ความก้าวหน้านี้อาจเร่งไทม์ไลน์ของเครื่องจักรที่สามารถรันอัลกอริทึมของ Shor ซึ่งคุกคามการเข้ารหัสที่ใช้อย่างแพร่หลาย ซึ่งเป็นการคุกคามต่อการเข้ารหัสที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่สามารถทำลายการเข้ารหัสสมัยใหม่อาจต้องใช้คิวบิตน้อยกว่าที่เคยเชื่อกันมาก ตามงานวิจัยใหม่จากสถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย (California Institute of Technology) ในการศึกษาที่เผยแพร่เมื่อวันจันทร์ Caltech ร่วมมือกับ Oratomic สตาร์ทอัปด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ตั้งอยู่ในเมือง Pasadena ซึ่งก่อตั้งโดยนักวิจัยจาก Caltech เพื่อพัฒนาระบบอะตอมเป็นกลางรูปแบบใหม่ โดยอะตอมแต่ละตัวถูกกักและควบคุมด้วยเลเซอร์เพื่อทำหน้าที่เป็นคิวบิต การทำเช่นนี้อาจทำให้คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ทนต่อความผิดพลาดสามารถรันอัลกอริทึมของ Shor ซึ่งสามารถดึงคีย์ส่วนตัวจากคีย์สาธารณะที่ใช้ในคริปโทกราฟีแบบวงรีของ Bitcoin โดยอาจต้องใช้คิวบิตอะตอมแบบปรับกำหนดค่าได้เพียง 10,000 ตัว Dolev Bluvstein ผู้ร่วมก่อตั้งและ CEO ของ Oratomic ซึ่งเป็นผู้ช่วยวิจัยประจำสาขาฟิสิกส์ที่ Caltech กล่าวว่า ความก้าวหน้าในด้านคอมพิวเตอร์ควอนตัมกำลังเร่งไทม์ไลน์สำหรับเครื่องจักรที่ใช้งานได้จริง และเพิ่มแรงกดดันให้ย้ายไปสู่การเข้ารหัสที่ทนทานต่อควอนตัม “คนส่วนใหญ่คุ้นเคยกับความคิดที่ว่าคอมพิวเตอร์ควอนตัมยังอีก 10 ปีเสมอ” Bluvstein กล่าวกับ _Decrypt. _“แต่เมื่อคุณมองว่าตอนที่เราห่างออกไปมากกว่า 10 ปีนิดหน่อยเป็นอย่างไร การประเมินที่ดีที่สุดของสิ่งที่ต้องใช้สำหรับอัลกอริทึมของ Shor คือ 1 พันล้านคิวบิต ในช่วงเวลาที่ระบบที่ดีที่สุดที่เรามีในแล็บอยู่ราว ๆ 5 คิวบิต”

 ระบบการแก้ไขข้อผิดพลาดที่พบมากที่สุดในปัจจุบัน มักต้องใช้คิวบิตกายภาพประมาณ 1,000 ตัวเพื่อสร้างคิวบิตเชิงตรรกะที่เชื่อถือได้เพียง 1 ตัว ซึ่งเป็นหน่วยที่ผ่านการแก้ไขข้อผิดพลาดและใช้ในการทำการคำนวณ ภาระส่วนเกินดังกล่าวช่วยผลักดันการคาดการณ์สำหรับระบบที่ทนต่อความผิดพลาดในระดับใช้งานได้ไปสู่ช่วงคิวบิตระดับล้าน ซึ่งทำให้ความคืบหน้าในการพัฒนาเครื่องจักรที่สามารถรันอัลกอริทึมซึ่งอาจคุกคาม RSA และการเข้ารหัสแบบวงรีที่ใช้โดย Bitcoin และ Ethereum ช้าลง Bluvstein ตั้งข้อสังเกตว่า ระบบในแล็บปัจจุบันของเราเข้าใกล้—และในบางกรณีก็เกิน—คิวบิตกายภาพ 6,000 ตัวแล้ว กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความเสี่ยงด้านการเข้ารหัสอาจมาเร็วกว่าที่ผู้เชี่ยวชาญเคยคาดไว้มาก “คุณจะมองเห็นขนาดของระบบและความสามารถในการควบคุมเพิ่มขึ้นตามเวลาได้จริง ๆ เมื่อขนาดระบบที่ต้องใช้น้อยลง” เขากล่าว

ในเดือนกันยายน นักวิจัยจาก Caltech เปิดเผยคอมพิวเตอร์ควอนตัมอะตอมเป็นกลางที่ทำงานได้ด้วย 6,100 คิวบิต ด้วยความแม่นยำ 99.98% และเวลาคงสภาพ (coherence) 13 วินาที นับเป็นความสำเร็จที่มุ่งสู่เครื่องควอนตัมที่แก้ไขข้อผิดพลาดได้ ซึ่งยังช่วยจุดประกายความกังวลเกี่ยวกับภัยคุกคามในอนาคตต่อ Bitcoin จากอัลกอริทึมของ Shor ภัยคุกคามนี้ทำให้รัฐบาลและบริษัทเทคโนโลยีเริ่มย้ายไปสู่การเข้ารหัสแบบหลังควอนตัม (post-quantum cryptography) หรือการเข้ารหัสที่ออกแบบมาเพื่อทนต่อการโจมตีด้วยควอนตัม อย่างไรก็ตาม นักวิจัยเตือนว่ายังมีความท้าทายด้านวิศวกรรมครั้งใหญ่หลงเหลืออยู่ รวมถึงการขยายระบบควอนตัมพร้อมกับการรักษาอัตราข้อผิดพลาดที่ต่ำมาก “การมีคิวบิตกายภาพ 10,000 ตัวคือสิ่งที่อาจเกิดขึ้นได้ภายในหนึ่งปี” Bluvstein กล่าว “แต่จริง ๆ แล้ว นี่ไม่ใช่เป้าหมายที่คนคิดกัน มันไม่เหมือนกับตอนที่คุณออกแบบคอมพิวเตอร์ คุณแค่เอาทรานซิสเตอร์ไปวางบนชิป ล้างมือ แล้วบอกว่าเรียบร้อยแล้ว มันเป็นงานที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง ไม่ใช่เรื่องง่าย และเป็นงานที่ยุ่งยากมากจริง ๆ ที่จะไปสร้างสิ่งเหล่านี้” ถึงอย่างนั้น Bluvstein ก็กล่าวว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้งานได้จริงอาจปรากฏขึ้นได้ก่อนสิ้นทศวรรษ ข่าวนี้มาพร้อมกับที่นักวิจัยของ Google รายงานผลการค้นพบใหม่เมื่อวันอังคาร ซึ่งชี้ว่า คอมพิวเตอร์ควอนตัมในอนาคตอาจทำลายการเข้ารหัสแบบวงรีได้ด้วยทรัพยากรน้อยกว่าที่เคยคิดไว้ ซึ่งทำให้เกิดความเร่งด่วนเพิ่มขึ้นต่อการเรียกร้องให้มีการเปลี่ยนผ่านไปสู่การเข้ารหัสแบบหลังควอนตัม ก่อนที่เครื่องจักรดังกล่าวจะกลายเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ แม้ว่าอุตสาหกรรมสกุลเงินดิจิทัลจะเริ่มหันมาให้ความสำคัญกับความเสี่ยงด้านควอนตัมมากขึ้น แต่ Bluvstein กล่าวว่า ความเสี่ยงดังกล่าวไม่ได้จำกัดอยู่แค่เครือข่ายบล็อกเชน และต้องมีการเปลี่ยนแปลงทั่วโลกดิจิทัลสมัยใหม่ส่วนใหญ่ “ผมคิดว่าทั้งโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลของโลก ไม่ใช่แค่บล็อกเชน มันคืออุปกรณ์ของอินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง การสื่อสารอินเทอร์เน็ต เราเตอร์ ดาวเทียม” เขากล่าว “มันครอบคลุมโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัลทั่วโลกทั้งหมด และมันซับซ้อน”