Computadoras Cuánticas Capaces de Romper la Criptografía de Bitcoin Podrían Llegar Antes de lo Esperado: Caltech

Las computadoras cuánticas capaces de romper la criptografía moderna podrían requerir muchos menos qubits de lo que se creía anteriormente, según una nueva investigación del Instituto de Tecnología de California.

En el estudio publicado el lunes, Caltech trabajó con Oratomic, una startup de computación cuántica con sede en Pasadena fundada por investigadores de Caltech, para desarrollar un nuevo sistema de átomos neutros en el que átomos individuales son atrapados y controlados con láseres para actuar como qubits. Hacerlo podría permitir que una computadora cuántica tolerante a fallos ejecute el algoritmo de Shor, que podría derivar claves privadas a partir de las claves públicas utilizadas en la criptografía de curva elíptica de Bitcoin, con tan solo 10.000 qubits atómicos reconfigurables.

Dolev Bluvstein, cofundador y CEO de Oratomic y asociado visitante de física en Caltech, señaló que los avances en computación cuántica están acelerando el cronograma para las máquinas prácticas y aumentando la presión para migrar hacia una criptografía resistente a la computación cuántica.

"La gente está acostumbrada a que las computadoras cuánticas siempre estén a 10 años de distancia", afirmó Bluvstein a Decrypt. "Pero cuando uno mira dónde estábamos hace poco más de diez años, las mejores estimaciones de lo que se requeriría para el algoritmo de Shor eran de mil millones de qubits, en un momento en que los mejores sistemas que teníamos en el laboratorio eran de aproximadamente cinco qubits".

Los sistemas de corrección de errores más comunes en la actualidad suelen requerir alrededor de 1.000 qubits físicos para crear un único qubit lógico confiable, la unidad con corrección de errores utilizada para realizar cálculos. Esa sobrecarga ha contribuido a elevar las estimaciones para sistemas tolerantes a fallos prácticos al rango del millón de qubits, lo que ha ralentizado el avance hacia máquinas capaces de ejecutar algoritmos que podrían amenazar la criptografía RSA y de curva elíptica utilizada por Bitcoin y Ethereum.

Bluvstein destacó que los sistemas de laboratorio actuales ya se están acercando —y en algunos casos superando— los 6.000 qubits físicos. En otras palabras, el riesgo para la criptografía podría llegar mucho antes de lo que los expertos esperaban.

"Realmente se puede ver cómo el tamaño del sistema y la controlabilidad aumentan con el tiempo, a medida que el tamaño de sistema requerido disminuye", agregó.

En septiembre, investigadores de Caltech revelaron una computadora cuántica de átomos neutros que opera con 6.100 qubits con una precisión del 99,98% y tiempos de coherencia de 13 segundos. Fue un hito hacia las máquinas cuánticas con corrección de errores que también renovó las preocupaciones sobre las futuras amenazas al algoritmo de Shor sobre Bitcoin.

La amenaza ha llevado a gobiernos y empresas tecnológicas a comenzar a migrar hacia la criptografía poscuántica, es decir, el cifrado diseñado para resistir ataques cuánticos. Sin embargo, los investigadores advierten que aún quedan importantes desafíos de ingeniería, entre ellos escalar los sistemas cuánticos mientras se mantienen tasas de error extremadamente bajas.

"Tener solo 10.000 qubits físicos es algo que podría ocurrir en menos de un año", dijo Bluvstein. "Pero ese realmente no es el objetivo que la gente cree que es. No es como cuando diseñas una computadora, simplemente colocas los transistores en el chip, te lavas las manos y dices que terminaste. Es una tarea sumamente no trivial y extremadamente complicada construir una de estas".

Sin embargo, Bluvstein afirmó que una computadora cuántica práctica podría surgir antes de que termine la década.

La noticia llega cuando investigadores de Google reportaron el martes nuevos hallazgos que sugieren que las futuras computadoras cuánticas podrían romper la criptografía de curva elíptica con menos recursos de los que se pensaba anteriormente. Esto añadió urgencia a los llamados para una transición hacia la criptografía poscuántica antes de que dichas máquinas sean viables.

Aunque la industria de las criptomonedas ha comenzado a enfocarse cada vez más en el riesgo cuántico, Bluvstein señaló que ese riesgo va mucho más allá de las redes blockchain y requiere cambios en gran parte del mundo digital moderno.

"Creo que toda la infraestructura digital del mundo está en juego. No es solo blockchain. Son los dispositivos de internet de las cosas, las comunicaciones por internet, los routers, los satélites", afirmó. "Abarca toda la infraestructura digital global, y es algo muy complejo".