Os 99,99% de estados mágicos da Willow estão a um milhão de vezes aquém de quebrar chaves RSA

A equipe Quantum AI da Google afirmou em um artigo publicado na quinta-feira na revista Science que, em seu chip Willow, reduziu os erros nos “estados mágicos” em cerca de 40 vezes.

Esses estados ainda precisam se tornar cerca de um milhão de vezes mais precisos antes que a quebra de códigos quânticos seja viável.

Willow reduz os erros de estados mágicos 40 vezes

Google afirma que o método, apelidado de cultivo de estados mágicos, atingiu 99,99% de fidelidade lógica no processador Willow.

A computação quântica é viável graças aos estados mágicos. Operações básicas são tratadas pela correção de erros, mas esses estados funcionam como combustível para as operações mais complexas que superam a computação clássica.

A Google cita estimativas de que o processo de produção desses estados pode consumir até 95% da capacidade de uma máquina, deixando pouco espaço para trabalho real.

Um corte de 40 vezes causa uma dentada, mas não remove o gargalo, e o Google afirmou que o cultivo precisa ser demonstrado em uma escala muito maior antes de poder ser aplicado na prática.

Em 2024, Craig Gidney, Noah Shutty e Cody Jones desenvolveram o método no Google, tomando uma ideia teórica anterior e refinando-a. O cultivo atua como um filtro.

Um estado com ruído entra em uma região confinada do chip, onde medições coordenadas buscam erros. As tentativas que não funcionam são descartadas, e as que funcionam são mantidas.

A pesquisadora Emma Rosenfeld obteve repetidamente resultados que pareciam improváveis. Após meses de investigação, a equipe descobriu que variações de temperatura e ruídos de laboratório causados pela deriva dos equipamentos haviam distorcido seus benchmarks.

A solução foi conceder mais controle ao sistema, e a equipe também concebeu a ideia de usar o cultivo como uma nova maneira de fazer seu próprio benchmark.

Mover um estado purificado de um código de cores de distância-3 para um código de superfície de distância-5, um passo chamado "enxerto", é outra coisa que o Google demonstrou. Estas são duas maneiras de estruturar a correção de erros. No futuro, as máquinas podem precisar combinar ambos os métodos de correção de erros para permanecerem confiáveis sem inflar o hardware.

Fatorar o RSA-2048 exige erros próximos de um em 10 bilhões

Uma taxa de fidelidade de 99,99% significa que há aproximadamente um erro a cada 10.000. Para fatorar uma chave RSA-2048, o artigo afirma que seriam necessários estados mágicos com erros de cerca de 1 em 10 bilhões, o que representa uma diferença de um milhão de vezes.

Craig Gidney estimou em 2025 que o RSA-2048 poderia ser quebrado com menos de um milhão de qubits ruidosos. O cultivo é um dos ingredientes dessa estimativa. Na quinta-feira, o Bitcoin negociava próximo a US$ 82.165.

Seriam necessários menos de 500.000 qubits físicos para quebrar a criptografia de curva elíptica de 256 bits do Bitcoin, segundo um estudo da Google Quantum AI, um valor ~80% inferior às estimativas anteriores.

De acordo com o estudo, uma máquina adequadamente poderosa poderia reencaminhar uma transação ao vivo em cerca de nove minutos, com uma taxa de sucesso de 41%.

Segundo estimativas da Coinbase e do Project Eleven, as carteiras com chaves públicas já na blockchain detêm cerca de 7 milhões de BTC. Isso corresponde a cerca de um terço de toda a oferta de BTC, um pool que cresceu com a atualização Taproot do Bitcoin.

O Willow possui 105 qubits físicos, longe dos meio milhão exigidos pela matemática do ataque.

O cronograma da Google para criptografia pós-quântica está em 2029.

Bitcoin, por enquanto, tem apenas uma proposta, o BIP 360, para endereços seguros contra a computação quântica, e nenhum plano para migrar todos os usuários.

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