Google raggiunge (forse) la supremazia quantistica. Crypto in pericolo?

Il Financial Times ha riportato che un paper di Google dove si dichiara di aver raggiunto la supremazia quantistica, una pietra miliare nel campo dei computer quantistici, sarebbe apparso su un sito della Nasa la settimana scorsa per poi venire rimosso poco dopo.

Google, così come IBM, Microsoft, Intel ed altre grandi compagnie e startup in ambito tecnologico, lavora da anni con l’obiettivo di costruire computer quantistici, un nuovo tipo di computer basato su un’architettura completamente nuova rispetto a quelli tradizionali. Benchè questo annuncio non sia ufficiale, scienziati ed esperti aspettano da tempo un annuncio di Google sul successo della costruzione di un computer quantistico in grado di raggiungere questa pietra miliare, ovvero un computer quantistico in grado di effettuare un calcolo che un computer tradizionale non riuscirebbe a fare.

A questo fanno seguito gli allarmi lanciati da un team di ricercatori sul fatto che Bitcoin potrebbe venire hackerato da potenti computer quantistici entro una decina di anni. Il team di ricercatori provenienti da Singapore, Australia e Francia ha teorizzato che sofisticati computer quantistici potrebbero funzionare ad una velocità di calcolo tale da craccare la criptografia della Blockchain per rubare Bitcoin ed altre criptovalute.

Computer quantistici?

In breve la peculiarità di un computer quantistico è il fatto che i classici computer sono sistemi nei quali i problemi sono astratti e rappresentati da interruttori a due posizioni chiamati bit (1 e 0) che interagiscono attraverso le regole della logica. I computer quantistici sono invece basati su bit quantistici, o qubit, che sono anch’essi interruttori a due posizioni, ma interagiscono con le stesse regole che seguono le particelle subatomiche, ovvero la meccanica quantistica.

L’architettura quantistica potrebbe permettere ad un computer di questo tipo la risoluzione di un set di problemi che i computer classici non riuscirebbero a risolvere in un lasso di tempo ragionevole. Questo include problemi relativi alla crittografia o, per esempio, la modellazione di molecole. Ma la difficoltà insita nel far mantenere ai qubit un comportamento quantistico per un lasso di tempo utilizzabile, chiamato tempo di coerenza, non ha ancora permesso ai ricercatori di dimostrare alcun risultato ottenuto mediante computer quantistici.

Nel report del Financial Times si legge che Google avrebbe pubblicato un articolo dove si dichiara che il processore sviluppato dalla compagnia può effettuare un calcolo “in tre minuti e 20 secondi”. Tale calcolo “avrebbe impegnato il computer tradizionale più avanzato ad oggi, conosciuto come Summit, circa 10mila anni”. Questa sarebbe una dimostrazione di supremazia quantistica. Tuttavia Google non ha ancora pubblicamente confermato la cosa, né è dato sapere se e quando commenterà la notizia o farà il tanto atteso annuncio.

Non ci sono ancora dettagli sul tipo di calcolo effettuato, né è possibile ad oggi avere una verifica indipendente rispetto alla notizia data dal Financial Times. Ma rifacendosi alle proposte fatte si sarebbe dovuto trattare di un computer quantistico in gara con un computer tradizionale nella simulazione di un circuito quantistico casuale. Il traguardo raggiunto non sarebbe d’altra parte una sorpresa, in quanto è risaputo che Google sta testando un processore da 72-qubit, chiamato “Bristlecone”, con cui é intenzionato a raggiungere la supremazia quantistica. Il report del Financial Times invece parla di un processore a 53-qubit dal nome in codice “Sycamore”.

Crypto VS computer quantistici

Un aspetto cruciale di Bitcoin è la sicurezza. Bitcoin ha due peculiarità che non permettono furti o copie. Entrambe sono basate su protocolli criptografici che sono difficili da craccare. Ma gli sviluppi nel campo dei computer quantistici potrebbero permettere di penetrare nel sistema ed accedere non solo ai bitcoin, ma anche alle chiavi provate che potrebbero venire, così, compromesse. Il pericolo maggiore riguarderebbe le transazioni inviate al network ma non ancora processate, una routine che, in teoria, usando Bitcoin dovrebbe durare circa 10 minuti. Un hacker con un computer quantistico riuscirebbe a modificare la transazione prima che quella legittima venga processata.

Non tutto potrebbe essere però perduto, grazie al lavoro della startup Hcash di Melbourne, che sta lavorando per proteggere il sistema da hacker quantistici affiancando la tradizionale Blockchain con una nuova struttura chiamata “Directed Acyclic Graph” (DAG).

I ricercatori che lavorano al progetto sono: il professore associato Gavin Brennen della Macquarie University; il Dr Miklos Santha, Direttore di ricerca presso il CNRS ed il Centro per la Scienza e Tecnologia Quantistica; il professore associato Troy Lee della Nanyang Technological University ed il Senior Lecturer Marco Tomamichel della University of Technology Sydney.

Hcash ed i suoi ricercatori non sono soli

Scienziati della Victoria University di Wellington in Nuova Zelanda hanno recentemente pubblicato un paper nel quale si descrive un metodo per usare la blockchain come una sorta di “macchina del tempo” per mantenerla sicura.

Com’è possibile? Utilizzando l’entaglement quantistico, un fenomeno che Einstein descrisse come una “inquietante azione a distanza”, poiché durante il processo due o più particelle si influenzano istantaneamente, sebbene non vicine. Dei record mantenuti mediante fotoni in un blocco potrebbero influenzare blocchi nel passato, creando quindi una blockchain quantistica che sarebbe impossibile da hackerare.

“In questo scenario, un hacker non potrebbe modificare alcun fotone costituente un record nel passato, in quanto quei fotoni non esisterebbero più nel momento presente, sarebbero già stati riassorbiti” spiega Charles Q. Choi su Spectrum. “Al massimo un hacker potrebbe provare a modificare il fotone più recente, il blocco più recente, ma riuscirci vorrebbe dire invalidare quel blocco, informando gli altri che è stato hackerato”.

Quindi nessuna paura, gli scienziati sono al lavoro ad almeno due metodi per prevenire un “hacking quantistico” delle nostre amate cripto. Bisogna solo sperare che tali soluzioni vengano implementate entro il 2027, quando si prevede che il 10% del GDP mondiale sarà stoccato con tecnologie blockchain.

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