Найважливіший пристрій у криптографії на даний момент не існує. Квантова пам’ять, стверджує лектор Оксфордського університету, визначить, чи зможе біткойн залишитися актуальним або буде замінений на більш ефективну технологію.
Степано Годжозо оприлюднив цю позицію у вівторок. На його думку, потенціал квантової криптографії тепер залежить від конструювання одного апаратного засобу.
«Розробка портативної довгострокової квантової пам’яті стане одним із найбільш значущих етапів для квантових технологій. Ці пристрої відкриють цілком новий клас застосувань, включаючи quantum money — граничну форму цифрового засобу збереження вартості.»
Годжозо, викладач квантових обчислень Оксфордського університету, співзасновник компанії Spooqy, що спеціалізується на квантовій безпеці, прокоментував це для BeInCrypto.
Вузьке місце, яке quantum money досі не подолала
Попередній аналітичний матеріал Ради експертів BeInCrypto залишав відкритим одне з фундаментальних питань. Quantum money неможливо підробити: копіювання квантових станів фізично заборонене.
Водночас ці стани не вдається зберегти тривалий час. Найкращі лабораторні установки забезпечують їхнє життя лише на відрізку кількох секунд — саме тому практична концепція quantum money залишається лише теоретичною.
Згідно з аналітикою Годжозо, для практичної реалізації потрібна стабільність у межах місяців (ідеал — роки), переносимість спочатку на рівні контейнеру, згодом — кишені, і обсяг — мільярди окремих станів.
Ідея quantum RAM тут виключається — дизайн не потребує довільного доступу чи модифікацій на місці. Стан витягується послідовно та витрачається одноразово.
Відрізок між тривалістю у кілька секунд та стабільністю протягом місяців — ось головна перешкода.
Чому Годжозо називає квантову пам’ять неминучою
Його аргументація складається з двох взаємопов’язаних кроків. Перший — категоричний.
Квантовий комп’ютер із підтримкою fault tolerance зобов’язаний стабільно зберігати крихкі стани у великому масштабі — захищаючи їх від шуму на всій тривалості розрахунку. Це і є сутність fault tolerance.
Якщо вилучити сам процес обчислення, залишається лише пристрій квантової пам’яті. Відмова від перспектив такого пристрою виключає і fault-tolerant машини взагалі.
Такий підхід має ключове значення для інвесторів: у fault-tolerant машини вже вкладено мільярди доларів. Підсистема пам’яті в цій архітектурі є обов’язковим компонентом дорожньої карти.
Другий крок Годжозо — це питання портативності. Системи, що працюють при кріогенних температурах, залишатимуться у лабораторних умовах ще багато років.
У моделях на основі атомів інформація стабілізується у властивостях, що вже ізольовані природою. Інженерне завдання стає чисто технічним питанням, а не фундаментально фізичним.
Також автор знижує планку очікувань: пристрій не мусить функціонувати десятиріччями. Окрема герметична одноразова касета, наповнена у спеціалізованому центрі та поступово використана, вирішує всі сформульовані застосування.
Одна й та сама технологія зруйнує біткойн і створить йому заміну
Перенесення цієї аргументації у сферу криптовалют породжує нетривіальну симетрію.
У березні Quantum AI Google спільно з Ethereum Foundation і Stanford проаналізували, скільки потрібно ресурсів для атаки на біткойн. За розрахунками — менше ніж 500 000 фізичних кубітів.
Подібна система можлива лише за умови fault tolerance. Саме fault tolerance, за визначенням Годжозо, і являє собою квантову пам’ять.
Такий висновок невигідний учасникам обох таборів. Апарат, який уразливий для підписів біткойну, водночас відкриває перспективу quantum money.
Кожен долар, інвестований у fault tolerance, стимулює розвитку обох можливих сценаріїв. Немає конфігурації, де квантові обчислення компрометують біткойн, а заміни залишаються недосяжними.
Годжозо та Даниела Геррман, керівник компанії Dynex (квантові обчислення), представляли ширший аналіз у спільній дискусії.
Чому викрадення партії не створює ризику
Модель безпеки, що обслуговує відповідний підхід, розгортає звичне твердження з точністю до навпаки.
Класичний ключ небезпечний у дорозі: будь-хто, хто скопіював його, отримує повний контроль і не залишає слідів копіювання.
Заплутана пара (entangled pair) у зберіганні не містить ніякої реальної інформації. Тільки під час вимірювання виникає справжній ключовий елемент — раніше присутня лише випадковість.
Викрадення контейнера обмежується втратою матеріалу, а не конфіденційністю даних. Годжозо резюмує: максимальна шкода від ненадійного постачальника — це резервуар даремного газу.
Дещо екзотичний другий ефект: ресурс згоряє. Для кожного ключа поглинаються окремі entangled pairs, кожна банкнота детерміновано споживається у процесі верифікації.
Годжозо називає це явище «криптографія згорянням». Гроші такого типу матимуть, по суті, власний індикатор ресурсу.
Q-Day має календар, quantum money його не має
Обидві частини сценарію розвиваються з різною динамікою.
Сценарії атаки вже позначені термінами. IBM прогнозує зміну прибутку від квантових обчислень у 2028 чи 2029 роках. У Гонконзі банки отримали термін готовності до квантової епохи — 2030 рік.
Національний інститут стандартів і технологій планує припинити використання підписів elliptic curve до 2030 року та заборонити їх повністю з 2035 року.
Щодо альтернативи — календар відсутній. Годжозо принципово утримується від прогнозів. Його допис обґрунтовує неминучість ресурсу, а не близькість комерційної реалізації.
Під час панельної дискусії він дотримувався перспективної позиції, прогнозуючи появу принципово недосяжних на поточному етапі застосувань у горизонті від п’яти до семи років. Зазначена оцінка стосувалася широкого спектра квантових ресурсів, а не питання створення пам’яті, компактної настільки, щоб слугувати основою для гаманця.
Геррманн в межах дискусії окреслив аналогічні межі можливого.
«Квантові гроші — це концепція, яка визначає горизонт, до якого прагнуть. На сьогодні справжні квантові гроші ще не реалізовані. Проте щойно апаратне забезпечення досягне необхідного рівня, ці питання вимагатимуть максимальної відповідальності».
Які питання залишаються відкритими
Два ключові питання залишаються без остаточної відповіді.
Хтось повинен здійснювати наповнення пам’яті. Це передбачає наявність емітента навіть у системі, заявленій як таку, що виключає кастодіальну модель.
Інструмент на пред’явника без реєстру не передбачає механізму відновлення. Втрата, крадіжка або фізичне ушкодження такого документа призводить до повної втрати грошової вартості.
Технологічна сфера наполегливо просуває розвиток відповідних рішень. Водночас вибір між двома принциповими архітектурними підходами лишається відкритим, без остаточного консенсусу.
