Dünyanın ilk kuantum taslağı: Bitcoin'in güvenliğini 26 günde kırabilir

Kuantum bilişim şirketi IonQ, Bitcoin’in kullandığı eliptik eğri tabanlı şifreleme altyapısına yönelik kuantum riskini somut donanım ve süre gereksinimleri üzerinden modelledi. Çalışma, açık anahtarlı kriptografiyi kırmak için teorik olarak kullanılan Shor algoritmasını gerçek bir iş yüküne dönüştürerek secp256k1 algoritmasına uygulanabilecek uçtan uca bir mühendislik taslağı ortaya koyuyor. Model gerçek bir kuantum bilgisayarda çalıştırılmış değil. Buna karşılık hata düzeltmeden mantıksal işlemlere kadar gerekli kaynakları ayrıntılı biçimde hesaplayarak kuantum sonrası şifreleme geçişi açısından yeni bir kıyaslama noktası sunuyor.

RİSK METRİKLERİ

IonQ araştırmacılarının hazırladığı modele göre Bitcoin şifrelemesini hedefleyen hesaplama için 1.457 mantıksal kübit, 39 milyon Toffoli kapısı ve hata düzeltme katmanlarıyla birlikte 19 bin 397 fiziksel kübit gerekiyor. Hesaplanan toplam çalışma süresi ise 25,7 gün. Bu değerler, söz konusu şifrelemenin bugün mevcut bir sistem üzerinde fiilen kırıldığı anlamına gelmiyor; çalışmanın amacı, yeterli büyüklükte hata toleranslı bir kuantum bilgisayarında böyle bir iş yükünün hangi kaynaklara ihtiyaç duyacağını ortaya koymak. Ortaya çıkan tablo, kripto varlık ekosisteminde kuantum sonrası şifreleme geçişinin hangi teknik eşiklere göre planlanabileceğine ilişkin sayısal bir çerçeve oluşturuyor.

WALKING CAT

Teorik saldırı modeli, IonQ’nun 'Walking Cat' adını verdiği hapsedilmiş iyon tabanlı donanım mimarisi üzerine kurgulandı. Tasarımın temel hata düzeltme bileşenlerine kadar derlenmesi, operasyonel başarı olasılığı için hesaplanabilir alt sınırlar oluşturulmasına imkan tanıyor. Böylece yalnızca idealize edilmiş bir makine varsayımı yerine, donanım ve yazılım katmanlarının birlikte değerlendirildiği ayrıntılı bir kaynak modeli ortaya çıkıyor. IonQ’nun yaklaşımı, hedeflenen iş yükünün algoritma, hata düzeltme ve fiziksel donanım düzeylerinde birlikte optimize edilmesiyle gereken kuantum kaynaklarının daha gerçekçi biçimde hesaplanabileceğini gösteriyor.

DONANIM TAKVİMİ

IonQ, hata toleranslı kuantum sistemlerine yönelik yol haritası kapsamında 2027’de 10 bin fiziksel kübit kapasiteli ilk ticari ölçekli makinesini devreye almayı, 2028’de ise donanım kapasitesini daha ileri bir aşamaya taşımayı hedefliyor. Şirketin kuantum uygulamaları, Ar-Ge ve mühendislik ekiplerinin birlikte yürüttüğü çalışmalar, hesaplanan kaynak gereksinimlerini gelecekte öngörülen sistemlerin kapasitesiyle karşılaştırıyor. Bu yaklaşım, kuantum kaynaklı şifreleme riskinin hangi donanım eşiklerinde somut hale gelebileceğinin finans, sivil havacılık ve ulusal güvenlik gibi kritik alanlarda daha ayrıntılı değerlendirilmesine imkan veriyor.

ÇOKLU UYGULAMA

Bitcoin’in şifreleme algoritması üzerinden hazırlanan çalışma, tam katmanlı kuantum mimarisinin yalnızca kriptografi için değil, ilaç kimyası, malzeme bilimi, finansal portföy optimizasyonu ve ulusal güvenlik gibi yoğun hesaplama gerektiren alanlarda da kullanılabilecek biçimde modellenebileceğini ortaya koyuyor. Gerçek bir kriptografi standardını Shor algoritması ve donanım parametreleriyle aynı mühendislik çerçevesinde birleştiren yaklaşım, kuantum sistemlerinin yalnızca teorik performansını değil, belirli iş yükleri için gerekli fiziksel kaynaklarını da ölçmeye odaklanıyor. Aynı yöntem, şifreleme dışındaki karmaşık optimizasyon ve hesaplama problemlerinin gelecekteki kuantum donanımları üzerinde nasıl ölçeklenebileceğinin değerlendirilmesinde de kullanılabilecek bir çerçeve sunuyor.