IonQ Memublikasikan Rancangan Global Pertama untuk Meretas Bitcoin 256-bit dengan Komputasi Kuantum, Memperkirakan Waktu yang Dibutuhkan Sekitar 25,7 Hari

IonQ telah mempublikasikan apa yang mereka sebut sebagai rancangan global pertama yang lengkap dan komprehensif untuk meretas tanda tangan kurva eliptik 256-bit menggunakan komputer kuantum. Penelitian ini memberikan estimasi angka yang mengejutkan mengenai masalah ini. Menurut prediksi, komputer kuantum yang memiliki kemampuan toleransi kesalahan dapat menyelesaikan masalah kurva eliptik secp256k1 Bitcoin dalam waktu sekitar 25,7 hari. Para peneliti telah menghitung bahwa diperlukan 19.397 qubit fisik untuk perhitungan ini. Angka ini termasuk perangkat keras yang diperlukan untuk menjalankan algoritma dan mempertimbangkan kebutuhan koreksi kesalahan kuantum.

Hasil ini tidak berarti bahwa Bitcoin dapat diretas hari ini, karena IonQ belum mendemonstrasikan serangan ini pada komputer kuantum yang sedang beroperasi. Sebaliknya, makalah ini menjelaskan secara rinci seluruh proses perhitungan yang perlu dilakukan oleh mesin masa depan.

Tantangan Teknik Peretasan Kuantum

Algoritma Shor telah lama menyediakan jalur teoritis untuk meretas kriptografi kunci publik menggunakan komputer kuantum. Namun, mengubah matematika ini menjadi mesin menciptakan tantangan teknik yang lebih besar. Para peneliti IonQ memodelkan serangan terhadap secp256k1 sebagai beban kerja toleransi kesalahan yang sebenarnya. Karena Bitcoin mengandalkan kurva ini dan telah banyak dipelajari oleh para kriptografer, kurva ini menjadi tolok ukur yang berguna. Desain akhir menggunakan 1.457 qubit logis dan sekitar 39 juta gerbang Toffoli.

Ketika koreksi kesalahan diperhitungkan, sumber daya logis ini akan berkembang menjadi ribuan qubit fisik. Presiden divisi komputasi kuantum IonQ, Chris Ballance, menyatakan bahwa timnya telah mengkompilasi proses perhitungan ke elemen dasar koreksi kesalahan yang mendasarinya. Tingkat detail ini memungkinkan para peneliti untuk menghitung probabilitas kesalahan yang dapat dibuktikan untuk menyelesaikan perhitungan dengan sukses. IonQ menunjukkan bahwa perkiraan sebelumnya biasanya menyederhanakan bagian mesin yang mungkin mendominasi waktu operasional.

Ballance menunjukkan bahwa selama penelitian, tidak ada aset digital atau platform mata uang kripto yang diretas. Tim menggunakan arsitektur Walking Cat IonQ untuk mengubah algoritma menjadi desain perangkat keras. Arsitektur ini menggabungkan komputasi trapped-ion dengan teknologi koreksi kesalahan kuantum. Para peneliti kemudian membentuk kembali arsitektur sesuai dengan kebutuhan spesifik secp256k1, menghasilkan sistem yang berisi 19.397 qubit fisik, angka yang sedikit di bawah skala 20.000 qubit yang ditekankan IonQ dalam pengumumannya.

John Gamble, Wakil Presiden Arsitektur IonQ, menggambarkan hasil ini sebagai cetak biru teknik, bukan sekadar estimasi sumber daya teoretis. Perbedaan ini penting karena komputer kuantum membutuhkan banyak perangkat keras fisik untuk menciptakan sejumlah kecil qubit logis yang dapat diandalkan.

Prospek Aplikasi Kuantum Masa Depan

Rencana IonQ saat ini menargetkan pencapaian sistem toleransi kesalahan dengan 10.000 qubit fisik pada tahun 2027. Perusahaan ini memperkirakan akan ada kemajuan lebih lanjut dalam perangkat keras dan manufaktur pada tahun 2028. Martin Roetteler, Wakil Presiden Riset dan Pengembangan Aplikasi Kuantum IonQ, menyatakan bahwa pengurangan sumber daya berasal dari kemajuan di seluruh tumpukan. Para peneliti telah mengoptimalkan algoritma dan mengoordinasikan dengan kompiler, arsitektur perangkat keras, serta sistem koreksi kesalahan. Koordinasi ini membantu membawa beban kerja yang awalnya terkait dengan mesin yang lebih besar ke dalam jangkauan sistem yang diprediksi oleh IonQ.

Hasil ini tidak menetapkan bahwa serangan kuantum terhadap Bitcoin akan segera terjadi, tetapi memberikan para peneliti target yang lebih konkret untuk mengevaluasi kapan serangan semacam itu mungkin menjadi praktis.

IonQ menyatakan bahwa pendekatan tumpukan lengkap ini juga dapat mendukung pekerjaan di luar kriptografi. Rangkaian produknya mencakup aplikasi kuantum dalam kimia, ilmu material, layanan keuangan, optimisasi, dan keamanan nasional. Dengan demikian, penelitian secp256k1 berfungsi sebagai uji ketat terhadap arsitektur itu sendiri, menghubungkan algoritma kuantum terkenal, standar kriptografi nyata, dan mesin yang diusulkan, dan menghubungkan semua bagian dengan angka yang dapat ditinjau oleh para insinyur.