Khả năng của thuật toán lượng tử trong việc phá mã hóa RSA 2048-bit chỉ trong 7 ngày

Trong thời đại công nghệ số hiện nay, những tiến bộ trong lĩnh vực lượng tử đang thu hút sự chú ý của nhiều người. Một nghiên cứu gần đây từ một nhóm nghiên cứu hàng đầu đã chỉ ra rằng, chỉ cần khoảng 1 triệu qubit hoạt động liên tục trong vòng 7 ngày là đủ để bẻ khóa mã hóa RSA 2048-bit, một trong những phương pháp bảo mật phổ biến nhất hiện nay. Điều này đã khiến cộng đồng công nghệ không khỏi lo lắng và bàn tán sôi nổi.

Tiến bộ trong công nghệ lượng tử

Trước đây, các chuyên gia đã dự đoán rằng cần tới 20 triệu qubit để thực hiện việc này, nhưng nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng con số này có thể giảm xuống chỉ còn 1 triệu qubit. Điều này không chỉ cho thấy sự tiến bộ vượt bậc trong công nghệ lượng tử mà còn mở ra nhiều khả năng mới cho các ứng dụng trong tương lai.

Những cải tiến đáng chú ý

Có hai yếu tố chính đã giúp giảm yêu cầu phần cứng xuống còn 1 triệu qubit. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu đã cải tiến thuật toán Shor, một công cụ quan trọng trong việc bẻ khóa mã hóa RSA, bằng cách áp dụng các phép tính xấp xỉ thay vì các phép tính mô-đun chính xác. Điều này giúp giảm số lượng qubit logic cần thiết mà không làm tăng đáng kể thời gian xử lý.

Thứ hai, họ đã áp dụng các mã sửa lỗi tiên tiến hơn, cụ thể là mã bề mặt ghép đôi kết hợp với kỹ thuật nuôi cấy trạng thái ma thuật. Những cải tiến này đã giúp tăng mật độ lưu trữ qubit logic lên gấp ba lần, đồng thời kiểm soát lỗi hiệu quả hơn với chỉ 1/20 số qubit vật lý so với dự đoán trước đó.

Thách thức trong việc phát triển phần cứng lượng tử

Mặc dù nghiên cứu này rất hứa hẹn, nhưng thực tế là phần cứng lượng tử hiện tại vẫn còn rất hạn chế. Những con chip tiên tiến nhất hiện nay như Condor của một công ty lớn chỉ có 1.121 qubit, trong khi Sycamore của một công ty khác chỉ có 53 qubit. Để đạt được mục tiêu 1 triệu qubit, các nhà khoa học vẫn phải vượt qua nhiều thách thức kỹ thuật lớn.

Nguy cơ từ máy tính lượng tử

Nghiên cứu này cũng đặt ra một mối lo ngại lớn về bảo mật dữ liệu. RSA 2048-bit và các thuật toán tương tự như Elliptic Curve Diffie-Hellman hiện đang là nền tảng cho nhiều hệ thống bảo mật trực tuyến, từ giao dịch ngân hàng đến email mã hóa. Nếu máy tính lượng tử đủ mạnh xuất hiện, dữ liệu mã hóa hiện tại có thể bị giải mã trong tương lai.

Hướng đi mới cho bảo mật dữ liệu

Để đối phó với nguy cơ này, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ đang thúc đẩy việc chuyển đổi sang các thuật toán hậu lượng tử. Họ khuyến nghị ngừng sử dụng các hệ thống dễ bị tấn công sau năm 2030 và cấm hoàn toàn sau năm 2035. Điều này cho thấy ngành công nghệ đang chạy đua để bảo vệ dữ liệu trước sự phát triển của máy tính lượng tử.

Kết luận

Nghiên cứu này không chỉ là một lời cảnh báo cho các nhà phát triển phần cứng mà còn cho các nhà hoạch định chính sách. Khi thuật toán lượng tử ngày càng trở nên tinh vi hơn, khoảng cách giữa phòng thí nghiệm và thực tế đang dần thu hẹp. Đây là thời điểm quan trọng để các chuyên gia trong lĩnh vực công nghệ và bảo mật tìm hiểu về các giải pháp bảo mật mới và chuẩn bị cho kỷ nguyên lượng tử sắp tới.