Penelitian terbaru menunjukkan bahwa memecahkan enkripsi terkuat saat ini tidak memerlukan jutaan qubit yang diperkirakan sebelumnya. Komputer kuantum yang hanya memiliki 10.000 qubit sudah cukup untuk mengkompromikan sistem kriptografi yang banyak digunakan, sehingga mengancam data perbankan, komunikasi pribadi, dan keamanan digital secara keseluruhan. Perkembangan ini mempercepat waktu transisi ke kriptografi pasca-kuantum.
Ambang Qubit yang Menyusut
Selama beberapa dekade, terdapat asumsi bahwa komputer kuantum memerlukan skala besar—jutaan qubit—untuk mendobrak standar enkripsi seperti RSA. Studi baru, yang diunggah ke arXiv, menantang pandangan ini, mengutip kemajuan pesat dalam koreksi kesalahan kuantum (QEC) dan semakin matangnya komputer kuantum atom netral. Peningkatan ini berarti lebih sedikit qubit yang dibutuhkan untuk sistem yang toleran terhadap kesalahan yang mampu memecahkan enkripsi modern.
Inti ancamannya terletak pada algoritma seperti algoritma Shor, yang dikembangkan pada tahun 1994. Algoritme kuantum ini secara efisien memfaktorkan angka-angka besar, yang menjadi dasar enkripsi RSA. Meskipun komputer klasik kesulitan menyelesaikan tugas ini, komputer kuantum secara teoritis dapat menyelesaikannya dalam hitungan detik. Perkiraan sebelumnya membutuhkan jutaan qubit untuk menjalankan algoritma Shor; sekarang, ambang batasnya hanya 10.000.
Atom Netral dan Koreksi Kesalahan
Pergeseran ini berujung pada dua terobosan utama. Pertama, komputer kuantum dengan atom netral – yang menggunakan atom-atom individual yang sangat dingin dan ditahan oleh laser – terbukti lebih stabil dan terukur dibandingkan qubit superkonduktor tradisional. Kedua, QEC membuat qubit lebih andal.
Tidak seperti bit klasik, qubit rentan terhadap kesalahan. Untuk mengatasi hal ini, para ilmuwan menggunakan qubit logis, kumpulan qubit fisik terjerat yang memastikan persistensi data meskipun ada yang gagal. QEC berkembang pesat, artinya diperlukan lebih sedikit qubit fisik untuk membuat satu qubit logis yang andal. Beberapa desain sekarang memerlukan sedikitnya lima qubit fisik per qubit logis, suatu pengurangan yang dramatis.
Enkripsi Berisiko: Garis Waktu dan Algoritma
Studi ini memodelkan kinerja komputer kuantum saat ini dan masa depan terhadap tiga algoritma enkripsi utama:
– RSA-2048 : Standar industri untuk sertifikat digital. Komputer kuantum 26.000 qubit dapat memecahkannya hanya dalam waktu tujuh bulan.
– ECC-256 : Digunakan untuk mengamankan lalu lintas internet dan mata uang kripto. Sebuah sistem dengan 10.000-26.000 qubit dapat memecahkannya dalam waktu sepuluh hari.
– Algoritme Shor : Tolok ukur untuk komputasi kuantum. Sistem 11.961-qubit dapat menyelesaikannya.
Para peneliti menemukan bahwa arsitektur paralel dengan sekitar 102.000 qubit dapat memecahkan RSA-2048 dalam waktu kurang dari 100 hari. Proyeksi ini didasarkan pada teknik QEC saat ini; peningkatan lebih lanjut dalam fidelitas qubit atau kompresi algoritmik dapat semakin memperkecil jumlah qubit yang diperlukan.
Kebutuhan Mendesak akan Kriptografi Pasca-Quantum
Temuan ini menggarisbawahi perlunya tindakan segera. Insinyur Google telah memperingatkan bahwa dunia memiliki waktu kurang dari tiga tahun untuk bermigrasi ke kriptografi pasca-kuantum – standar enkripsi yang dirancang untuk melawan serangan kuantum. Studi ini menekankan bahwa meskipun tantangan teknis yang besar masih ada, kemungkinan teoritis untuk membangun komputer kuantum yang relevan secara kriptografis tidak lagi jauh.
“Meskipun keahlian substansial, upaya pengembangan eksperimental, dan desain arsitektur diperlukan, analisis teoritis kami menunjukkan bahwa sistem atom netral yang mampu mengimplementasikan algoritma Shor dapat dibangun.”
Transisi ke kriptografi pasca-kuantum bukanlah suatu pilihan; ini adalah perlombaan melawan kemampuan komputasi kuantum yang semakin cepat. Peluang untuk mengamankan infrastruktur digital semakin tertutup dengan cepat.
