暗号解読に必要な量子コンピューターの計算資源が削減される

2本の新しいホワイトペーパーにより、量子コンピューターが従来の見積もりよりもはるかに少ない計算資源で、重要な楕円曲線暗号を解読できる可能性が示された。中性原子を用いたある研究では、3万個未満の物理量子ビットで256ビットのECCを10日間で解読できる可能性が示唆されている。また、Googleの研究者らは、約50万個の物理量子ビットを使用して10分以内にビットコインのsecp256k1曲線を標的にする手法の概略を明らかにした。

研究者らは、光ピンセットで捕捉された中性原子が再構成可能な量子ビットとして機能し、すべての量子ビットが自由に相互作用できることを実証した。このアプローチにより、近隣の量子ビットとの相互作用に限定される超電導量子ビットと比較して、より効率的な誤り訂正が可能となる。彼らの分析「Shor's algorithm is possible with as few as 10,000 reconfigurable atomic qubits(1万個の再構成可能な原子量子ビットでショアのアルゴリズムは実行可能)」は、3万個未満の物理量子ビットで256ビットの楕円曲線暗号(ECC)を10日間で解読できると結論付けている。これは従来の見積もりからオーバーヘッドを100分の1に削減するものである。研究チームは、すでに6,000量子ビットを超えるアレイが構築されていることに触れ、耐量子計算機暗号規格への移行を促した。「適切に設計された中性原子アーキテクチャは、暗号学的に意味のあるショアのアルゴリズムの実装をサポートできる可能性がある」と研究者らは記している。一方で、Googleの研究者らは、ショアのアルゴリズムを改良し、ビットコインや他のブロックチェーンを保護する曲線であるsecp256k1上の楕円曲線離散対数問題を解くことに成功した。彼らは2つの量子回路を説明している。1つは1,200個未満の論理量子ビットと9,000万個のトフォリゲート、もう1つは1,450個未満の論理量子ビットと7,000万個のゲートを必要とし、物理量子ビットは約50万個である。これは2003年の見積もりと比較して20倍少ない計算資源である。Googleは悪用によるリスクを理由にアルゴリズムの詳細は公開せず、代わりにゼロ知識証明を公表した。チームは米国政府に相談し、量子暗号解読に関する情報の開示を制限することが妥当な進展段階にあると主張している。元Microsoftの暗号専門家であるBrian LaMacchia氏は、これらの論文は量子ビットとアルゴリズムが実用的かつ暗号学的に重要な量子コンピューティングに向けて着実に進歩していることを示していると述べた。しかし、ジョンズ・ホプキンス大学のMatt Green氏は、Googleの慎重姿勢を警戒を煽るものであり、実質よりも誇大広告に近いと評した。LaMacchia氏も、より広範な公開鍵暗号システムではなく、暗号通貨に焦点が当てられていることに疑問を呈している。

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