Het belangrijkste apparaat in de cryptografie bestaat nog niet. Quantumgeheugen, stelt een Oxford-docent, zal bepalen of Bitcoin (BTC) breekt of vervangen wordt door iets beters.
Stefano Gogioso publiceerde dit standpunt op dinsdag. Volgens hem hangt de belofte van quantumcryptografie nu af van het bouwen van één stuk hardware.
“De ontwikkeling van draagbaar, langdurig quantumgeheugen wordt één van de belangrijkste mijlpalen binnen quantumtechnologie. Deze apparaten zullen een geheel nieuwe klasse toepassingen mogelijk maken, zoals quantummoney, de ultieme digitale vorm van waardeopslag.”
Dat vertelde Gogioso, docent quantum computing aan de University of Oxford en medeoprichter van quantum-securitybedrijf Spooqy, aan BeInCrypto.
De bottleneck die quantumgeld nooit wist te overwinnen
Een eerder rapport van de BeInCrypto Experts Council eindigde met een onopgelost probleem. Quantumgeld kan niet worden nagemaakt, omdat quantumtoestanden niet gekopieerd kunnen worden.
Maar niemand kan die toestanden lang vasthouden. De beste laboratoriumsystemen houden het enkele seconden vol. Daarom is het idee van quantumgeld vooral theoretisch gebleven.
In zijn artikel legt Gogioso uit wat een bruikbaar apparaat nodig heeft: een stabiliteit van maanden – of liefst voor altijd, draagbaarheid, eerst in een vervoerkrat en later in een broekzak, en een capaciteit van miljarden aparte toestanden.
Hij wijst het bekendere idee van quantum RAM ook af. Zijn ontwerp heeft geen random access of bewerken ter plekke nodig. Toestanden worden op volgorde uitgenomen en één keer gebruikt.
Het verschil tussen seconden en maanden is precies het probleem.
Waarom Gogioso quantumgeheugen onvermijdelijk noemt
Zijn antwoord bestaat uit twee stappen, en de eerste is heel stellig.
Een fouttolerante quantumcomputer moet kwetsbare toestanden op grote schaal beschermen tegen ruis, net zolang als een berekening duurt. Dat is precies wat fouttolerantie inhoudt.
Als je de rekenkracht weglaat, blijft volgens Gogioso een quantumgeheugenapparaat over. Dus het ontkennen van het ene, is het ontkennen van het andere.
Dit perspectief is commercieel belangrijk. Er is al miljarden geïnvesteerd in fouttolerante machines. Het geheugen is daarvan een noodzakelijk onderdeel.
Zijn tweede stap gaat over draagbaarheid. Machines die bij extreem lage temperaturen werken, zullen hun toestanden jarenlang onderin een vriezer moeten bewaren.
Ontwerpen op basis van atomen zijn anders. Ze slaan informatie op in eigenschappen die de natuur al goed afschermt. Daardoor wordt het probleem technische uitvoering en geen puur natuurkunde meer.
Gogioso verlaagt ook de eisen, iets wat in discussies vaak over het hoofd wordt gezien. Geheugen hoeft niet tientallen jaren mee te gaan. Een afgesloten cartridge voor éénmalig gebruik, gevuld in een fabriek en geleidelijk opgebruikt, zou alle door hem genoemde toepassingen kunnen bedienen.
Dezelfde machine breekt Bitcoin én bouwt de opvolger
Pas dit idee toe op crypto en er ontstaat een ongemakkelijke conclusie.
In maart onderzocht Google Quantum AI samen met de Ethereum Foundation en Stanford hoe duur een aanval op Bitcoin zou zijn. Volgens het team zijn minder dan 500.000 fysieke qubits nodig.
Zo’n machine werkt alleen als hij fouttolerant is. En fouttolerantie, in Gogioso’s eigen woorden, betekent quantumgeheugen.
Dit is ongemakkelijk voor beide kampen. De hardware die Bitcoins handtekeningen kan breken, maakt ook quantumgeld mogelijk.
Dus elk dollar die in fouttolerantie wordt gestoken, financiert tegelijk beide toekomstscenario’s. Er is geen variant waarin quantumcomputers Bitcoin breken én het alternatief onmogelijk blijft.
Gogioso en Daniela Herrmann, CEO van quantumbedrijf Dynex, bespraken dit uitgebreid op het bovenstaande panel.
Waarom een gestolen zending niet uitmaakt
Het beveiligingsmodel hier draait een oude aanname om.
Klassiek sleutelmateriaal is onderweg gevaarlijk. Wie het kopieert, is eigenaar – zonder enig spoor achter te laten.
Een verstrengeld paar bevat geen informatie zolang het op voorraad ligt. De willekeur die een sleutel vormt, ontstaat pas op het moment van meten.
Een gekaapte zending kost een leverancier dus alleen voorraad, geen geheimen. Gogioso schrijft: het ergste dat een corrupte leverancier kan sturen is een tank nutteloos gas.
Een tweede, opvallende consequentie: deze middelen worden verbruikt. Een sleutel gebruikt verstrengelde paren op, en een bankbiljet wordt opgebruikt bij elke verificatie.
Gogioso noemt dit effect cryptografie door verbranding. Geld dat zo werkt, zou als het ware met een brandstofmeter geleverd worden.
Q-Day heeft een kalender, quantumgeld niet
De aanval en de oplossing bewegen zich in totaal verschillende tempo’s.
De aanvalskant zit vol met data. IBM verwacht dat quantumcomputers hun inkomsten beïnvloeden rond 2028 of 2029. Hongkong heeft banken een deadline voor quantumvoorbereiding opgelegd voor 2030.
Het National Institute of Standards and Technology wil de huidige ellips-curve-handtekeningen uiterlijk in 2030 afschaffen. En in 2035 helemaal verbannen.
Maar aan de kant van alternatieven is geen agenda. Gogioso doet hierover geen uitspraken. Zijn artikel benoemt vooral dat het quantumgeheugen onvermijdelijk is – niet dat het product snel komt.
Hij keek verder vooruit tijdens het panel en voorspelde dat aantoonbaar onmogelijke toepassingen binnen vijf tot zeven jaar mogelijk zouden zijn. Daarmee bedoelde hij quantumbronnen in het algemeen, niet een geheugen dat klein genoeg is voor een wallet.
Herrmann trok tijdens het gesprek dezelfde grens.
“Quantum geld is de visie, als dit allemaal werkelijkheid wordt. Op dit moment bestaat quantum geld als zodanig nog niet. Maar zodra de chips verder ontwikkeld zijn, moet hier heel verantwoordelijk mee omgegaan worden.”
Wat het argument openlaat
Er blijven twee vragen over.
Iemand moet het geheugen nog steeds vullen. Daarmee blijft er een uitgever binnen een systeem dat zegt geen bewaring te hebben.
Een toonderinstrument zonder grootboek kan ook niet worden teruggevonden. Een biljet dat kwijt is, gestolen wordt of simpelweg verdwijnt, neemt zijn waarde voorgoed mee.
De industrie bouwt de machine toch gewoon. Alleen is nog niet besloten welke van de twee opties ze eigenlijk willen.
