量子计算还远远无法破解椭圆曲线密码

BiRun 消息，作者：Derrick Cui 编译：深潮 TechFlow 深潮导读： 尽管理论进步已将破解椭圆曲线密码所需的量子硬件需求从 3.17 亿个物理量子比特（2022 年）降至 50 万个（2026 年），但当前量子计算机能实际运行算法的量子比特数仅约 105 个，距离实用攻击仍有数个数量级的差距。本文拆解了破解 ECC 到底需要什么条件，以及我们离那一天还有多远。 核心要点下表对比了 2026 年论文理论上破解 ECC（椭圆曲线密码，用于 TLS、比特币和 HTTPS）所需条件与当前实际进展。结论是：我们远未接近。 最大的进步来自理论层面，比如算法和纠错设计将所需操作次数和量子比特数从约 3.17 亿个物理量子比特（2022 年）降至 50 万以下（2026 年）。硬件也有改进（双量子比特保真度从 2005 年的约 90%提升至如今的 99.9%以上，相干时间从约 1 微秒延长至约 1 毫秒）。但最关键的硬件指标——单台机器中可用的量子比特数——几乎没有增长：约 105 个能运行真实算法，而所需数量是约 50 万个。 Q 日（量子计算破解密码之日）预估： Justin Drake 认为 2030 年前概率 10%，2032 年前概率 50% 美国国家标准与技术研究院/国家安全局将淘汰易受攻击密码的目标定在 2035 年量子计算没有摩尔定律的等价物。所需条件在四年内下降了约 600 倍，而机器规模在过去十年可能只增长了 10 倍。因此，不可能知道真实时间表是什么。 量子计算进展的当前前沿定义： 物理量子比特：量子计算机中的量子比特总数逻辑量子比特/纠错量子比特：纠错后实际可用的量子比特数（经典计算机的对应概念是信息比特与总比特数之比）。例如，量子计算中的 distance-5 码意味着用约 49 个物理量子比特存储 1 个量子比特的信息非 Clifford 门：对量子比特执行的、经典机器难以模拟的计算。包括 T 门 T 门：对单个量子比特施加 45 度相位旋转的操作。诱导 T 门取决于量子计算机的硬件；对于超导量子计算机，使用微波脉冲来诱导该效应魔术态：预制的、一次性的量子比特，其中预先烘焙了非 Clifford 门。由于非 Clifford 门无法直接应用于纠错量子比特，你通过消耗魔术态来间接应用该门——通过纠缠+测量+纠正（一种称为门"隐形传态"的过程） Toffoli 门：作用于 3 个量子比特（2 个控制比特、1 个目标比特），仅当两个控制比特都为 1 时才翻转目标比特。它由约 7 个 T 门（优化后为 4 个）加 Clifford 门构建。在纠错量子比特上，应用一个 Toffoli 门的唯一方法是消耗一个魔术态 Shor 算法：1994 年发明，作为量子计算机破解 RSA 和 ECC 的方法（通过解决周期查找问题） 校验子：用于检测数据量子比特是否发生错误的量子比特（"检查量子比特"）产生的结果流提纯：将许多噪声魔术态组合的过程，消耗 15 个噪声态以输出一个干净得多的态用 Shor 算法破解 ECC： 2026 年，一篇论文引入了新的电路设计和 Shor 算法的"预处理"，需要更少的计算来破解 ECC（这会破解比特币、以太坊、SSH、TLS、HTTPS） 该论文理论化破解 ECC 在一台超导量子计算机上是可能的，需要约 1,200 个逻辑量子比特无错误地链接约 9,000 万个 Toffoli 门。按目前的纠错水平，这意味着约 50 万个物理量子比特和数分钟的运行时间计算管线大致流程：将物理量子比特放在芯片上 → 将许。