Đột phá lớn trong điện toán lượng tử: Tối ưu thuật toán Shor hay đe dọa Bitcoin và Ethereum, năm 2032 là mốc thời gian then chốt

Tin tức Gate News: Theo thông tin mới nhất được nhà nghiên cứu an toàn Bitcoin Justin Drake tiết lộ, hai nghiên cứu liên quan đến điện toán lượng tử và mật mã đã đạt được những bước tiến then chốt, có khả năng làm thay đổi căn bản bối cảnh bảo mật của các tài sản mã hóa. Trong đó, một bài do nhóm Google Quantum AI công bố đã tối ưu hóa thuật toán Shor, khiến việc bẻ khóa các chữ ký dựa trên đường cong elliptic secp256k1 trở nên khả thi về mặt lý thuyết. Với điều kiện khoảng 1000 qubit logic, kết hợp thiết kế mạch có độ sâu thấp, trong tương lai các máy tính lượng tử hiệu năng cao có thể khôi phục khóa riêng trong vài phút, tạo ra mối đe dọa tiềm ẩn đối với Bitcoin và Ethereum.

Nghiên cứu còn lại đến từ công ty khởi nghiệp Oratomic. Nhóm của họ kết hợp kiến trúc điện toán lượng tử nguyên tử trung hòa để tối ưu tầng vật lý, và đề xuất rằng chỉ cần khoảng 26.000 qubit lượng tử vật lý cũng có thể hoàn thành cùng tác vụ bẻ khóa đó, hiệu quả cao hơn khoảng 40 lần so với các phương án trước đây. Tuy nhiên, hướng đi này có tốc độ chạy chậm; một lần tính toán có thể mất khoảng 10 ngày.

Justin Drake cho biết, hai kết quả này lần lượt tối ưu “tầng logic” và “tầng vật lý” của điện toán lượng tử. Khi chồng lớp lên nhau, chúng làm giảm đáng kể ngưỡng tấn công. Ông dự đoán rằng đến năm 2032, xác suất các máy tính lượng tử bẻ khóa được một phần khóa công khai có thể đạt 10%. Mặc dù khả năng xuất hiện các máy tính lượng tử đạt chuẩn mật mã cấp CRQC trước năm 2030 vẫn còn thấp, nhưng ngành đã bước vào giai đoạn phải chuẩn bị từ sớm.

Xét theo chi tiết kỹ thuật, phiên bản thuật toán Shor đã được tối ưu chỉ cần khoảng 100 triệu cổng Toffoli, thời gian chạy khoảng 1000 giây, và có thể được nén xuống mức vài phút nhờ tính toán song song. Trong khi đó, các kiến trúc điện toán lượng tử lại cho thấy sự phân hóa giữa “nhịp nhanh” và “nhịp chậm”: nhịp nhanh phù hợp cho bẻ khóa tốc độ cao, còn nhịp chậm có lợi thế về chi phí và khả năng mở rộng.

Đáng chú ý rằng, các nghiên cứu như vậy đã bắt đầu sử dụng bằng chứng không kiến thức để ẩn các chi tiết then chốt, cho thấy việc tối ưu hóa thuật toán có thể dần bước vào giai đoạn tiết lộ bị hạn chế. Dù Bitcoin PoW trong ngắn hạn không bị ảnh hưởng bởi thuật toán Grover, thì cơ chế chữ ký ECDSA và Schnorr đang trở thành tâm điểm rủi ro tiềm ẩn.

Trong bối cảnh hiện tại, việc nghiên cứu và phát triển mật mã hậu lượng tử có thể sẽ được đẩy nhanh. Đối với thị trường mã hóa, đây không chỉ là câu chuyện về tiến hóa kỹ thuật, mà còn liên quan đến việc tái cấu trúc mô hình bảo mật dài hạn.