IonQ تنشر تقديرات موارد شاملة لتشغيل خوارزمية شور على منحنيات إهليلجية 256-بت
كشفت شركة IonQ المتخصصة في تطوير منصات الحوسبة الكمومية القائمة على الأيونات المحتجزة عن دراسة معمارية شاملة تقدم مخططًا تفصيليًا متكاملًا لتنفيذ خوارزمية شور (Shor's Algorithm) لحل مسألة اللوغاريتم المتقطع على المنحنيات الإهليلجية 256-بت (ECDLP)، وتحديدًا منحنى secp256k1 الذي يشكل الأساس التشفيري لعملة البيتكوين والبنية التحتية الأوسع لتقنية البلوكتشين.
باستخدام نسخة محسّنة من معمارية "Walking Cat" المتسامحة مع الأخطاء والمبنية على شفرات التحقق من التكافؤ منخفضة الكثافة الكمومية (qLDPC)، أثبتت الدراسة أن جهازًا فيزيائيًا يضم 19,397 كيوبت فيزيائي قادر على حل اللوغاريتم المتقطع لمنحنى secp256k1 خلال 25.7 يومًا لكل محاولة، مع احتمالية نجاح تجريبية تبلغ 63.3% للتشغيل الواحد.
على مستوى الدوائر المنطقية، نجح فريق البحث في تحسين دوائر الحساب الحسابي لإضافة النقاط للأعداد الأولية شبه-ميرسين، مما أدى إلى خفض المتطلبات إلى 1,457 كيوبت منطقي و39 مليون بوابة توفولي (Toffoli)، مقارنةً بـ 58 مليون بوابة في التقديرات السابقة. ولتجاوز الاختناقات الزمنية حيث كانت بوابات توفولي المتتابعة تتطلب أكثر من 400 يوم للتنفيذ، قدمت IonQ مصنعًا ثنائي المستوى للحالات السحرية ينتج حالات CCZ مباشرةً في ذاكرة qLDPC، مما سرّع أوقات تنفيذ البوابات بمعامل 31 ضعفًا لتصل إلى 29.5 ميلي ثانية لكل بوابة.
تتميز سلسلة أدوات التجميع المستخدمة بنمذجة قيود التنفيذ على المستوى الفيزيائي دون إهمال تكاليف التوجيه وعمليات كليفورد وفقدان التماسك الكمومي، مع احتساب نقل الأيونات ثنائي الأبعاد وجداول استخلاص المتلازمات. تستخدم المعمارية كتل ذاكرة Q102 عالية الكثافة التي تشفر 22 كيوبت منطقي في 102 كيوبت بيانات، مع تقييد إجمالي تكاليف التوجيه بأقل من 5% من زمن التنفيذ.
تُبرز هذه الدراسة الهشاشة المحتملة لخوارزميات التوقيع الرقمي القائمة على المنحنيات الإهليلجية (ECDSA) التي تحكم أنظمة المصادقة والتوقيع الرقمي، مؤكدةً أن معايير التوقيع ما بعد الكمومية مثل ML-DSA وSLH-DSA تظل آمنة رياضيًا. وتحث IonQ المؤسسات على الانتقال إلى هذه المعايير قبل وصول الأنظمة المتسامحة مع الأخطاء المستهدفة في خارطة طريقها لعام 2028.
من المنظور الاقتصادي، تُعزز هذه الدراسة مكانة IonQ (المدرجة في بورصة نيويورك تحت الرمز IONQ) كرائدة في مجال الحوسبة الكمومية المتسامحة مع الأخطاء، مما قد ينعكس إيجابًا على قيمتها السوقية ويجذب استثمارات جديدة في قطاعي الأمن السيبراني والتشفير ما بعد الكمومي.