量子計算還遠遠無法破解橢圓曲綫密碼

BiRun 消息，作者：Derrick Cui 編譯：深潮 TechFlow 深潮導讀： 儘管理論進步已將破解橢圓曲綫密碼所需的量子硬件需求從 3.17 億個物理量子比特（2022 年）降至 50 萬個（2026 年），但噹前量子計算機能實際運行算法的量子比特數僅約 105 個，距離實用攻擊仍有數個數量級的差距。本文拆解了破解 ECC 到底需要什麼條件，以及我們離那一天還有多遠。 覈心要點下表對比了 2026 年論文理論上破解 ECC（橢圓曲綫密碼，用於 TLS、比特幣和 HTTPS）所需條件與噹前實際進展。結論是：我們遠未接近。 最大的進步來自理論層面，比如算法和糾錯設計將所需操作次數和量子比特數從約 3.17 億個物理量子比特（2022 年）降至 50 萬以下（2026 年）。硬件也有改進（雙量子比特保眞度從 2005 年的約 90%提昇至如今的 99.9%以上，相幹時間從約 1 微秒延長至約 1 毫秒）。但最關鍵的硬件指標——單台機器中可用的量子比特數——幾乎沒有增長：約 105 個能運行眞實算法，而所需數量是約 50 萬個。 Q 日（量子計算破解密碼之日）預估： Justin Drake 認為 2030 年前概率 10%，2032 年前概率 50% 美國國家標準與技術研究院/國家安全侷將淘汰易受攻擊密碼的目標定在 2035 年量子計算沒有摩爾定律的等價物。所需條件在四年內下降了約 600 倍，而機器規模在過去十年可能只增長了 10 倍。因此，不可能知道眞實時間表是什麼。 量子計算進展的噹前前沿定義： 物理量子比特：量子計算機中的量子比特總數邏輯量子比特/糾錯量子比特：糾錯後實際可用的量子比特數（經典計算機的對應概唸是信息比特與總比特數之比）。例如，量子計算中的 distance-5 碼意味着用約 49 個物理量子比特存儲 1 個量子比特的信息非 Clifford 門：對量子比特執行的、經典機器難以模擬的計算。包括 T 門 T 門：對單個量子比特施加 45 度相位旋轉的操作。誘導 T 門取決於量子計算機的硬件；對於超導量子計算機，使用微波脈衝來誘導該效應魔術態：預製的、一次性的量子比特，其中預先烘焙了非 Clifford 門。由於非 Clifford 門無法直接應用於糾錯量子比特，你通過消耗魔術態來間接應用該門——通過糾纏+測量+糾正（一種稱為門"隱形傳態"的過程） Toffoli 門：作用於 3 個量子比特（2 個控製比特、1 個目標比特），僅噹兩個控製比特都為 1 時才翻轉目標比特。它由約 7 個 T 門（優化後為 4 個）加 Clifford 門構建。在糾錯量子比特上，應用一個 Toffoli 門的唯一方法是消耗一個魔術態 Shor 算法：1994 年發明，作為量子計算機破解 RSA 和 ECC 的方法（通過解決週期査找問題） 校驗子：用於檢測數據量子比特是否發生錯誤的量子比特（"檢査量子比特"）產生的結果流提純：將許多譟聲魔術態組閤的過程，消耗 15 個譟聲態以輸出一個幹凈得多的態用 Shor 算法破解 ECC： 2026 年，一篇論文引入了新的電路設計和 Shor 算法的"預處理"，需要更少的計算來破解 ECC（這會破解比特幣、以太坊、SSH、TLS、HTTPS） 該論文理論化破解 ECC 在一台超導量子計算機上是可能的，需要約 1,200 個邏輯量子比特無錯誤地鏈接約 9,000 萬個 Toffoli 門。按目前的糾錯水平，這意味着約 50 萬個物理量子比特和數分鐘的運行時間計算管綫大致流程：將物理量子比特放在芯片上 → 將許。