"Supremacía cuántica". El término inspira imágenes de una supercomputadora gigante del cerebro mundial que puede contar los granos de arena en cada playa de la Tierra. Pero, ¿qué significa la afirmación oficial de Google de supremacía y cómo la computación cuántica práctica cambiará el mundo de la criptografía?

Después de un mes de especulación Google anunció que ha construido y probado un procesador cuántico de 54 qubits llamado "Sycamore". El procesador, que parece estar cubierto por una masa de serpientes dentro de su criocámara súper enfriada, fue capaz de realizar un cálculo complejo en 200 segundos. No es gran cosa, ¿verdad?

"A partir de las mediciones en nuestro experimento, determinamos que tomaría la supercomputadora más rápida del mundo 10,000 años para producir una salida similar", escribieron los creadores de Sycamore en una publicación de blog.

Imagen a través de Google.

Los procesadores cuánticos funcionan mediante superposición y entrelazamiento. Estos comportamientos cuánticos extraños esencialmente permiten que un chip cuántico procese cantidades masivas de datos simultáneamente. Para entenderlo mejor, imagine que, como Dr. Extraño un procesador cuántico puede "ver" todos los resultados posibles a la vez y luego, estadísticamente, elegir la respuesta más probable. Esto significa que los programas que consumen mucho tiempo, como factorizar números grandes (encontrar los dos números grandes que, cuando se multiplican, hacen otro gran número) es trivial para una computadora cuántica.

Estas máquinas no son nada nuevo. Servicios como D-Wave’s Leap permiten a cualquiera escribir programas para una computadora cuántica basada en la nube en Python, una hazaña que parece ciencia ficción. Sin embargo, en el caso de Google, la compañía ha logrado la "supremacía cuántica" sobre casi todas las otras máquinas existentes, una afirmación que significa, en teoría, bastante y, en la práctica, muy poco.

La supremacía cuántica significa que Google tiene ha sido capaz de realizar un cálculo que es imposible de realizar en el hardware informático tradicional. En otras palabras, ninguna computadora "clásica", desde el mainframe más rápido hasta un Atari 800XL, podría completar el cálculo en un tiempo razonable, es decir, antes de la muerte por calor del universo o de 10,000 años, lo que ocurra primero. [19659002] "Con el primer cálculo cuántico que no se puede emular razonablemente en una computadora clásica, hemos abierto un nuevo ámbito de la computación para ser explorado", escribieron los investigadores.

Sin embargo, no todo son mentes de galaxias e IA. Primero, no está claro si las afirmaciones de Google son correctas porque, para probar si han logrado la supremacía cuántica, tendrían que ejecutar el mismo problema en las computadoras clásicas que, en teoría, tomarían 10,000 años. Además, los problemas que tradicionalmente puedes resolver en una computadora cuántica no son completamente prácticos. Las computadoras cuánticas son excelentes para encontrar el camino más corto en una red de múltiples nodos, pero no tan bueno para jugar Doom. Entonces, la comparación nunca es manzanas con manzanas.

Pero, ¿qué significa la supremacía cuántica para la criptografía y la minería criptográfica, donde tener una máquina altamente eficiente te da una ventaja sobre todos los demás?

Quantum Leap

El mayor peligro para Las redes blockchain de la computación cuántica es su capacidad para romper el cifrado tradicional. Si realmente quisiera arruinar las criptomonedas, apuntaría una computadora cuántica a SHA-256, un algoritmo de hash popular que crea "hashes" de contraseñas de 32 bytes, esencialmente convirtiéndolos en galimatías ilegibles (a saber: "5e884898da28047151d0e56f8dc6292773603d0d6aabbdd62a11e42d11afd7d8d42a117" contraseña. ”)

Los expertos en computación cuántica ven a SHA-256 como un canario proverbial en una mina de carbón. Cuando un verdadero exploit cuántico comience a invadir sistemas en todo el mundo, los investigadores sabrán entrar en pánico.

“La computación cuántica afectará muchas formas de encriptación, incluido SHA-256, que es utilizado por bitcoin. Dado que Bitcoin tiene valor, las personas tendrán más incentivos para atacarlo. Sin embargo, creo que muchos algoritmos de cifrado más fáciles se romperán primero y alertarán a la comunidad de que es hora de un cambio ", dijo Patrick Dai, fundador y CEO de Qtum, un proveedor de blockchain enfocado en los negocios. "Romper SHA-256 no es algo que sucede de la noche a la mañana. Tendremos muchas advertencias. Finalmente, los mineros pagarán el precio cuando ocurra el cambio, porque están atrapados con hardware incompatible, pero Bitcoin continuará progresando ”.

Finalmente, los investigadores creen que estamos en camino de romper los algoritmos de hash e incluso los sistemas de criptografía asimétrica que alimentan nuestro claves públicas y privadas.

"La computación cuántica forzará a todas las criptomonedas a adoptar nuevos algoritmos de firma, ya que se ha comprobado que los actuales (los utilizados por Bitcoin y Ethereum también son vulnerables a la falsificación de firmas", dijo Johann Polecsak, CTO de QAN, creadores de una cadena de bloques supuestamente a prueba de cuántica.

Vitalik Buterin, por su parte, no es optimista sobre la computación cuántica.

"Mi impresión de una frase de lo reciente de la supremacía cuántica hasta ahora es que es para la computación cuántica real lo que las bombas de hidrógeno son para la fusión nuclear. Prueba de que existe un fenómeno y la capacidad de extraer poder de él, pero aún lejos del uso dirigido hacia cosas útiles ", escribió.

"Asimétrico la criptografía se basa en pares de claves, es decir, una clave privada y pública. Las claves públicas se pueden calcular a partir de su contraparte privada, pero no al revés. Esto se debe a la imposibilidad de ciertos problemas matemáticos. Las computadoras cuánticas son más eficientes en lograr esto por magnitudes, y si el cálculo se realiza de la otra manera (podríamos calcular las claves privadas DE las claves públicas) entonces todo el esquema se rompe. Esto está probado y solo necesitamos más qubits y estabilidad en estos sistemas, que se desarrollan continuamente más ”, dijo.

David Chaum, creador de Praxxis cree que los sistemas de prueba de trabajo sea ​​más resistente a los ataques cuánticos, incluso si las billeteras y las llaves no lo sean.

“Los algoritmos de hash en los protocolos de prueba de trabajo (PoW) que requieren minería son generalmente resistentes a la computación cuántica. El ángulo de ataque más probable para un adversario con una computadora cuántica es romper la seguridad de las billeteras en los protocolos PoW o Proof of Stake (PoS) ", dijo.

Las computadoras cuánticas pueden usar algo llamado factor de algoritmo de Shor, los enteros largos utilizado por las criptomonedas para asegurar billeteras. La expectativa es que cualquier actor capaz de usar la computación cuántica para romper el RSA, el estándar criptográfico para las plataformas más populares, probablemente se mantendrá en silencio.

“Dada la imprevisibilidad del progreso científico y la probabilidad de secreto, pronosticando exactamente cuándo las computadoras cuánticas romperá blockchain crypto es un mandado tonto. Dicho esto, si bien las barreras para el desarrollo de computadoras cuánticas son difíciles de superar, no hay evidencia de que sean insuperables ".

AGREGÓ:" Un día pronto, una computadora cuántica capaz de usar el algoritmo de Shor para derrotar a muchos criptosistemas lo hará. producido. La comunidad blockchain sería una tontería si ignorara esta amenaza hasta que llegue ese día. La NSA ordenó a las agencias gubernamentales que detuvieran el trabajo en criptosistemas susceptibles a la cantidad hace más de cuatro años. La NSA está tomando en serio la computación cuántica. También deberíamos hacerlo ", dijo Chaum.

El resultado final es simple: una vez que la supremacía cuántica comience a tocar las implementaciones del mundo real, incluida la criptografía, todo se romperá. La única forma de reducir el daño es estar preparado.

“En el caso de bitcoin, si alguien tiene capacidad de computación cuántica antes que otros, podría comenzar a mover algunos saldos de bitcoin grandes antes de actualizar la red. La mejor defensa en este momento es usar solo una dirección de bitcoin una vez, por lo que la clave pública no se revela ", dijo Adrian Scott, CEO de Freedom Stack, una startup criptográfica.

Desafortunadamente, como la naturaleza espeluznante de los bits cuánticos, no uno sabe lo que sucederá cuando estas máquinas comiencen a atacar plataformas criptográficas populares.

"Esto es como un problema Y2K para la criptografía, ya que significa actualizaciones significativas a plataformas a través de redes, bibliotecas de software utilizadas por muchas aplicaciones, integraciones con otros sistemas, etcétera Tampoco sabemos con certeza cuán resistentes cuánticos son los enfoques de "resistencia cuántica" ", dijo Scott.

Imagen de Quantum Leap a través de Mill Creek .

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Referencia: https://www.coindesk.com/how-should-crypto-prepare-for-googles-quantum-supremacy