- IonQ publica el primer plan del mundo para romper Bitcoin con computación cuántica, estimando un tiempo de aproximadamente 25.7 días.
- El estudio muestra que se necesitan 19,397 qubits físicos para ejecutar el cálculo de ruptura.
- El presidente de la división de computación cuántica de IonQ destaca la probabilidad mínima demostrable del estudio.
- El plan puede respaldar múltiples áreas de aplicación cuántica más allá de la criptografía.
IonQ ha presentado lo que describe como el primer plan completo y de extremo a extremo del mundo para utilizar una computadora cuántica para romper una firma de curva elíptica de 256 bits. El estudio ofrece estimaciones numéricas sorprendentes sobre este problema. Según las predicciones, una computadora cuántica con capacidad de corrección de errores podría resolver el problema de la curva elíptica secp256k1 de Bitcoin en aproximadamente 25.7 días. Los investigadores han deducido que el número de qubits físicos necesarios para el cálculo es de 19,397. Este número incluye el hardware necesario para ejecutar el algoritmo y considera los requisitos de corrección de errores cuánticos.
Estos resultados no significan que Bitcoin pueda ser hackeado hoy; IonQ aún no ha demostrado este ataque en una computadora cuántica en funcionamiento. En cambio, el artículo describe en detalle todo el proceso de cálculo que las futuras máquinas deberán ejecutar.
Los desafíos de ingeniería de la ruptura cuántica
El algoritmo de Shor ha proporcionado durante mucho tiempo un camino teórico para utilizar computadoras cuánticas para romper la criptografía de clave pública. Sin embargo, transformar esta matemática en una máquina crea desafíos de ingeniería aún mayores. Los investigadores de IonQ han modelado el ataque a secp256k1 como una carga de trabajo de corrección de errores práctica. Dado que Bitcoin depende de esta curva y los criptógrafos la han estudiado ampliamente, la curva se ha convertido en un punto de referencia útil. El diseño final utiliza 1,457 qubits lógicos y aproximadamente 39 millones de puertas de Toffoli.
Estos recursos lógicos, cuando se considera la corrección de errores, se expanden a miles de qubits físicos. Chris Ballance, presidente de la división de computación cuántica de IonQ, afirma que el equipo ha compilado el proceso de cálculo en los componentes básicos de corrección de errores subyacentes. Este nivel de detalle permite a los investigadores calcular la probabilidad mínima demostrable de completar el cálculo con éxito. IonQ señala que las estimaciones anteriores generalmente simplificaban las partes de la máquina que podrían dominar el tiempo de ejecución.
Ballance señala que durante la investigación, ningún activo digital o plataforma de criptomonedas fue atacado. El equipo utilizó la arquitectura Walking Cat de IonQ para transformar el algoritmo en un diseño de hardware. Esta arquitectura combina la computación de iones atrapados con la tecnología de corrección de errores cuánticos. Los investigadores luego remodelaron la arquitectura según las necesidades específicas de secp256k1, resultando en un sistema que contiene 19,397 qubits físicos, una cifra ligeramente inferior a la escala de 20,000 qubits que IonQ destacó en su anuncio.
John Gamble, vicepresidente de arquitectura de IonQ, describe este resultado como un plan de ingeniería en lugar de una simple estimación teórica de recursos. Esta distinción es importante porque las computadoras cuánticas requieren una gran cantidad de hardware físico para crear un número menor de qubits lógicos confiables.
Perspectivas futuras de la aplicación de la computación cuántica
La hoja de ruta de IonQ actualmente apunta a lograr un sistema de corrección de errores con 10,000 qubits físicos para 2027. La compañía espera realizar más avances en hardware y fabricación en 2028. Martin Roetteler, vicepresidente de investigación y desarrollo de aplicaciones cuánticas de IonQ, afirma que la reducción de recursos se debe a los avances en toda la pila. Los investigadores han optimizado el algoritmo y lo han coordinado con el compilador, la arquitectura de hardware y el sistema de corrección de errores. Esta coordinación ayuda a llevar una carga de trabajo que normalmente estaría asociada con máquinas más grandes al rango del sistema previsto por IonQ.
Este resultado no establece que el ataque cuántico a Bitcoin esté a punto de ocurrir, pero proporciona a los investigadores un objetivo más concreto para evaluar cuándo este tipo de ataque podría volverse factible.
IonQ afirma que este enfoque completo de pila también puede respaldar trabajos más allá de la criptografía. Su hoja de ruta incluye aplicaciones cuánticas en química, ciencia de materiales, servicios financieros, optimización y seguridad nacional. Por lo tanto, el estudio de secp256k1, como una prueba rigurosa de la arquitectura en sí, conecta algoritmos cuánticos conocidos, estándares criptográficos reales y la máquina propuesta, y vincula todos los extremos con números que los ingenieros pueden revisar.
Proyecto Especificaciones Qubits físicos 19,397 Qubits lógicos 1,457 Puertas de Toffoli Aproximadamente 39,000,000
El impacto de la computación cuántica en la seguridad de Bitcoin
La investigación de IonQ muestra el potencial de la computación cuántica para romper la seguridad de Bitcoin, aunque actualmente no es posible su ejecución práctica. Sin embargo, este plan proporciona un marco de referencia concreto para futuros ataques cuánticos. Esto sugiere que, a medida que avanza la tecnología cuántica, los estándares de encriptación existentes podrían enfrentar desafíos, lo que llevaría a la industria a reevaluar la seguridad de los activos digitales. Además, la investigación de IonQ no se limita a la criptografía, sino que se extiende a otros campos, lo que demuestra el amplio potencial de aplicación de la computación cuántica. Estos desarrollos tendrán un impacto profundo en los avances tecnológicos y las medidas de seguridad futuras.