Les avancées de la recherche sur les circuits quantiques mettent en évidence les risques en cryptographie

Des recherches récentes en informatique quantique se sont concentrées sur l'efficacité des circuits quantiques et leur impact potentiel sur la sécurité cryptographique. Les développements dans ce domaine sont alimentés par le travail continu de chercheurs, dont Craig Gidney, ingénieur logiciel dans l'équipe Quantum AI de Google.

En 2025, Gidney a coécrit des études qui ont analysé les ressources nécessaires aux algorithmes quantiques pour relever des défis cryptographiques. Un article a estimé que l'algorithme de Shor pourrait être utilisé pour briser la cryptographie elliptique secp256k1 avec aussi peu que 1 200 qubits logiques et des dizaines de millions de portes Toffoli, potentiellement exécutables en quelques minutes sur certains systèmes quantiques supraconducteurs.

Une autre publication de 2025 a introduit les circuits d'interférométrie quantique décodée (DQI), qui ont montré qu'ils atteignaient un avantage quantique vérifiable pour le problème d'intersection polynomiale optimale. Les estimations de ressources pour ces circuits ont atteint environ 5,72 millions de portes Toffoli, indiquant l'échelle de calcul requise pour de telles tâches.

Le travail de Gidney a également fait la distinction entre les architectures quantiques à horloge rapide et à horloge lente. La recherche a noté que les systèmes à horloge rapide pourraient permettre des attaques sur les transactions du mempool public dans les réseaux de cryptomonnaie, soulignant des risques spécifiques liés à la sécurité des transactions.

Ce que les chiffres montrent

• L'algorithme de Shor pourrait briser secp256k1 en utilisant environ 1 200 qubits logiques.
• Les circuits d'interférométrie quantique décodée nécessitent environ 5,72 millions de portes Toffoli.
• Le factorisation d'un entier RSA de 2048 bits pourrait être possible en moins d'une semaine avec moins d'un million de qubits bruyants.

En plus de la recherche algorithmique, Gidney a publié plusieurs techniques pour optimiser les circuits quantiques. Cela inclut des méthodes pour réduire le nombre de portes T dans les additionneurs et améliorer l'efficacité des ressources de l'algorithme de Shor et d'autres opérations arithmétiques quantiques.

Gidney a également développé un outil appelé 'Stim', qui est un simulateur de circuits stabilisateurs rapide. Ce simulateur est capable d'analyser de grands circuits de code de surface en quelques secondes, soutenant l'évaluation et le test des schémas de correction d'erreurs quantiques.

Parmi ses contributions, on trouve une version simplifiée de l'algorithme de Shor publiée en 2025. Ce travail a montré que la factorisation d'un entier RSA de 2048 bits pourrait être réalisée en moins d'une semaine en utilisant moins d'un million de qubits bruyants, offrant une nouvelle perspective sur les exigences pratiques pour la cryptanalyse quantique.

Gidney détient des brevets liés à l'optimisation des circuits quantiques. Ces brevets couvrent des techniques pour déplacer des patchs de code de surface et réduire le nombre de portes T, soutenant les améliorations continues dans la conception du matériel et des logiciels quantiques.

* Cet article est basé sur des informations publiquement disponibles au moment de la rédaction.