Pamięć kwantowa: urządzenie, które łamie Bitcoina i go zastępuje

Najważniejsze urządzenie w kryptografii jeszcze nie istnieje. Jak twierdzi wykładowca z Oksfordu, to właśnie pamięć kwantowa zdecyduje, czy Bitcoin (BTC) upadnie, czy zostanie zastąpiony czymś lepszym.

Stefano Gogioso opublikował tę tezę we wtorek. Twierdzi, że przyszłość kryptografii kwantowej zależy teraz od zbudowania jednego elementu sprzętu.

„Rozwój przenośnej pamięci kwantowej o długim czasie przechowywania będzie jednym z najważniejszych kamieni milowych w rozwoju technologii kwantowej. Urządzenia te umożliwią powstanie zupełnie nowej klasy zastosowań, takich jak pieniądz kwantowy — ostateczna forma cyfrowego środka przechowywania wartości”.

Gogioso, wykładowca informatyki kwantowej na Uniwersytecie Oksfordzkim i współzałożyciel firmy z branży bezpieczeństwa kwantowego Spooqy, powiedział BeInCrypto.

Wąskie gardło, którego pieniądz kwantowy nigdy nie pokonał

Wcześniejszy raport Rady Ekspertów BeInCrypto zakończył się wskazaniem nierozwiązanego problemu. Pieniądza kwantowego nie da się podrobić, ponieważ stanów kwantowych nie można kopiować.

Nikt nie potrafi jednak przechowywać tych stanów przez długi czas. Najlepsze systemy laboratoryjne utrzymują je zaledwie przez kilka sekund, dlatego pieniądz kwantowy wciąż pozostaje jedynie teorią.

W swoim wpisie Gogioso wyjaśnia, jakie parametry musiałoby mieć użyteczne urządzenie: stabilność liczona w miesiącach, a najlepiej — wieczność; przenośność — najpierw w kontenerze transportowym, a później w kieszeni; oraz pojemność sięgającą miliardów odrębnych stanów.

Odrzuca też bardziej znaną koncepcję pamięci RAM kwantowej. Jego projekt nie wymaga ani losowego dostępu, ani edycji danych w miejscu. Stany pobiera się po kolei i wykorzystuje tylko raz.

Cały problem tkwi w różnicy między sekundami a miesiącami.

Dlaczego Gogioso uważa pamięć kwantową za nieuniknioną

Jego odpowiedź przychodzi w dwóch krokach, a pierwszy z nich jest jednoznaczny.

Odporny na błędy komputer kwantowy musi na dużą skalę utrzymywać kruche stany mimo szumu przez cały czas trwania obliczeń. Na tym właśnie polega odporność na błędy.

Usuńmy obliczenia, argumentuje Gogioso, a pozostanie urządzenie pamięci kwantowej. Zaprzeczanie istnieniu jednego oznacza więc zaprzeczanie istnieniu drugiego.

To nowe ujęcie ma znaczenie komercyjne. Na komputery odporne na błędy przeznaczono już miliardy dolarów. Pamięć jest nieuniknionym etapem tych planów rozwoju.

Jego drugi krok dotyczy przenośności. Maszyny pracujące w temperaturach kriogenicznych będą przez lata przechowywać swoje stany na dnie lodówki.

Projekty oparte na atomach są inne. Przechowują informacje we właściwościach, które natura już sama izoluje. Dzięki temu problem staje się kwestią trudnej inżynierii, a nie fizyki.

Gogioso obniża też poprzeczkę w sposób, który w tej debacie w dużej mierze pominięto. Pamięć nie musi przetrwać dziesięcioleci. Zapieczętowany, jednorazowy kartridż, napełniany w zakładzie i zużywany stan po stanie, sprawdziłby się we wszystkich opisywanych przez niego zastosowaniach.

Ta sama maszyna łamie Bitcoina i buduje jego następcę

Przeniesienie tego argumentu na grunt kryptowalut prowadzi do niezręcznej symetrii.

W marcu Google Quantum AI współpracował z Fundacją Ethereum i Uniwersytetem Stanforda nad kosztem ataku na Bitcoina. Zespół oszacował, że potrzeba mniej niż 500 000 kubitów fizycznych.

Taka maszyna działa tylko wtedy, gdy jest odporna na błędy. A odporność na błędy, według definicji samego Gogiosa, oznacza pamięć kwantową.

Wniosek jest niewygodny dla obu obozów. Sprzęt, który umożliwiłby złamanie podpisów Bitcoina, napędzałby również rozwój pieniądza kwantowego.

Każdy dolar przeznaczony na rozwój odporności na błędy finansuje więc jednocześnie oba scenariusze. Nie ma wersji tej historii, w której komputery kwantowe łamią Bitcoina, a alternatywa pozostaje niemożliwa.

Gogioso i Daniela Herrmann, dyrektorka generalna firmy kwantowej Dynex, przedstawili szerszy argument podczas panelu powyżej.

Dlaczego kradzież transportu nie miałaby znaczenia

Model bezpieczeństwa, na którym to wszystko się opiera, odwraca stare założenie.

Klasyczny materiał kluczowy jest niebezpieczny podczas przesyłania. Kto go skopiuje, ten go posiada — i nie pozostawia po sobie żadnego śladu.

Para splątana nie przenosi żadnych informacji, gdy znajduje się w magazynie. Losowość, która staje się kluczem, pojawia się dopiero w chwili pomiaru.

Przechwycenie transportu oznaczałoby więc dla dostawcy utratę zapasów, a nie tajemnic. Gogioso pisze, że najgorsze, co może dostarczyć nieuczciwy dostawca, to zbiornik bezużytecznego gazu.

Druga konsekwencja jest bardziej zaskakująca. Te zasoby się zużywają. Klucz pochłania pary splątane, a banknot zużywa się podczas kolejnych weryfikacji.

Gogioso nazywa to kryptografią opartą na spalaniu. Pieniądz stworzony w ten sposób byłby wyposażony we wskaźnik paliwa.

Q-Day ma swój kalendarz. Pieniądz kwantowy — nie.

Dwie części tej historii rozwijają się w zupełnie różnym tempie.

Po stronie atakujących nie brakuje konkretnych dat. IBM spodziewa się, że komputery kwantowe wpłyną na jego wyniki finansowe w 2028 lub 2029 roku. Hongkong wyznaczył swoim bankom termin przygotowania się na erę kwantową do 2030 roku.

Narodowy Instytut Standaryzacji i Technologii planuje wycofać obecnie stosowane podpisy oparte na krzywych eliptycznych do 2030 roku. Do 2035 roku miałyby zostać całkowicie zakazane.

Po stronie zwolenników zastąpienia ich nowym rozwiązaniem nie ma żadnego harmonogramu. Gogioso odmawia jego podania. W swoim wpisie argumentuje, że pojawienie się tego zasobu jest nieuniknione, a nie że produkt jest tuż-tuż.

Podczas panelu przedstawiał bardziej dalekosiężne prognozy, sugerując, że w ciągu pięciu do siedmiu lat pojawią się zastosowania, których niemożliwość można udowodnić. Szacunek ten dotyczył szeroko pojętych zasobów kwantowych, a nie pamięci na tyle małej, by zmieściła się w portfelu.

Herrmann podczas dyskusji wyznaczył tę samą granicę.

„Pieniądz kwantowy to wizja, gdy to wszystko się rozwinie. Na razie pieniądz kwantowy jako taki nie jest jeszcze dostępny. Ale jak tylko układy się rozwiną, te rzeczy muszą być traktowane z prawdziwą odpowiedzialnością.”

Co pozostaje nierozstrzygnięte w tej argumentacji

Pozostają dwa pytania.

Ktoś nadal musi zapełniać pamięci. W systemie reklamowanym jako pozbawiony powiernika pozostaje więc podmiot emitujący.

Instrument na okaziciela bez rejestru nie daje też możliwości odzyskania środków. Banknot, który zaginie, zostanie skradziony albo po prostu ulegnie degradacji, zabierze ze sobą swoją wartość.

Branża i tak buduje tę maszynę. Wciąż nie zdecydowała, której z tych dwóch rzeczy chce.

Źródło: BeInCrypto