Mạnh đến mức giải bài toán mất 10 triệu tỷ tỷ năm chỉ trong 5 phút, vì sao chip lượng tử Google vẫn "bó tay" trước các phương thức mã hóa hiện đại?

Một ngày nào đó, máy tính lượng tử có thể khiến các hệ thống mã hóa hiện tại trở nên lỗi thời hoàn toàn. Nhưng Google vừa khẳng định với The Verge rằng "bước đột phá" với chip lượng tử Willow của họ vẫn còn rất xa so với khả năng làm được điều này.

"Chip Willow không đủ khả năng phá vỡ các phương thức mã hóa hiện đại," Charina Chou, giám đốc Quantum AI của Google, tuyên bố.

Chính phủ Mỹ từng cảnh báo vào năm 2022 rằng một siêu máy tính lượng tử đủ sức phá mã RSA – được gọi là “máy tính lượng tử có khả năng phân tích mật mã” (CRQC) – có thể gây ra những hậu quả khôn lường. Nó sẽ "đe dọa các hệ thống liên lạc dân sự và quân sự, làm suy yếu cơ sở hạ tầng quan trọng và vô hiệu hóa các giao thức bảo mật cho hầu hết các giao dịch tài chính trên Internet."

Tuy nhiên, Google khẳng định Willow không phải là một CRQC. Dù công ty tự hào rằng chip này có thể giải quyết một bài toán chỉ trong 5 phút mà siêu máy tính nhanh nhất thế giới hiện nay cần tới 10 triệu tỷ tỷ năm để hoàn thành, nhưng Willow hiện chỉ sở hữu 105 qubit vật lý – còn rất xa so với hàng triệu qubit cần thiết để phá vỡ mã RSA.

"Ước tính cho thấy chúng ta cần ít nhất 10 năm nữa và khoảng 4 triệu qubit vật lý mới có thể phá mã RSA," Chou giải thích. Cô cũng nhấn mạnh rằng Willow không thay đổi được mốc thời gian này. Trong khi đó, các nhà nghiên cứu Trung Quốc nhiều lần tuyên bố đã phát hiện cách phá mã RSA bằng những máy tính lượng tử chỉ có vài trăm hoặc vài nghìn qubit, nhưng các chuyên gia bảo mật tỏ ra hoài nghi.

Google và nhiều công ty khác đã chuẩn bị đối phó với mối đe dọa tiềm tàng từ sự sụp đổ của hệ thống mã hóa hiện tại bằng các phương pháp mã hóa hậu lượng tử (PQC). Điều này đặc biệt được thúc đẩy kể từ khi Edward Snowden tiết lộ rằng các cơ quan tình báo như NSA đã âm thầm tài trợ cho các nghiên cứu phá mã lượng tử.

Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Mỹ (NIST) đã bắt đầu một cuộc thi vào năm 2016 để phát triển các tiêu chuẩn mã hóa an toàn lượng tử. Tháng 8 vừa qua, NIST đã công bố ba thuật toán mã hóa an toàn lượng tử đầu tiên cùng các tiêu chuẩn tích hợp chúng vào hệ thống, và dự kiến sẽ chọn thêm một hoặc hai thuật toán nữa vào cuối năm nay.

RAND Corporation, một tổ chức cố vấn nổi tiếng về an ninh quốc gia Mỹ, từng nhận định vào năm 2023 rằng:

"Ngay khi sự tồn tại của CRQC được công bố – hoặc thậm chí chỉ cần nó được coi là khả thi – các tổ chức sẽ ngay lập tức triển khai nâng cấp toàn bộ hệ thống liên lạc sang mã hóa hậu lượng tử."