# 量子计算新突破：仅需1万个量子比特即可破解主流加密算法
**划时代的技术突破**
据[1M AI News](https://t.me/OneMillion_AI)监测，在谷歌发布量子AI白皮书的同一天，中性原子量子计算初创公司Oratomic在arXiv上发表重磅论文，宣布仅需约**1万个可重构原子量子比特**即可在密码学相关规模上运行Shor算法。
## 双重优化：算法与硬件的革命性结合
这篇论文直接以谷歌优化后的低深度Shor电路为基础，在量子计算栈的另一层面实现了关键突破：
– **谷歌的突破**：将算法所需的逻辑量子比特数从数千个压缩到约1200个
– **Oratomic的突破**：将每个逻辑量子比特所需的物理量子比特数大幅压缩
**两层优化叠加**，共同将破解加密所需的硬件规模推向了前所未有的低点。
## 核心技术：qLDPC码替代传统表面码
Oratomic实现这一突破的关键在于采用了**高编码率的qLDPC码**替代传统的表面码：
| 纠错方案 | 编码效率 | 每个逻辑量子比特所需物理量子比特数 |
|———|———|———————————-|
| 表面码（当前主流） | 低 | 约400个 |
| qLDPC码（Oratomic采用） | 约30% | 大幅减少 |
**对比效果**：
– 谷歌超导方案使用表面码，需要约50万个物理量子比特
– qLDPC码能用远更少的物理量子比特保护同样数量的逻辑量子比特
– **总需求从百万量级压缩了约两个数量级**
## 具体性能数据（假设稳定子测量周期为1毫秒）
论文给出了多组架构方案的具体性能：
### 破解256位椭圆曲线加密（比特币和以太坊使用的加密方案）
1. **约1万个物理量子比特**：可运行Shor算法，运行时间取决于并行度
2. **约26,000个物理量子比特**：破解运行时间约**10天**
### 破解RSA-2048加密
– **约102,000个物理量子比特**：破解运行时间约**97天**
## 速度与威胁：不同的应用场景
**关键差异**：中性原子的时钟频率远低于超导方案，破解一次需要数天而非数分钟。
但这**并不意味着威胁更小**，而是适用于不同的攻击场景：
| 方案类型 | 量子比特数 | 破解时间 | 适用攻击场景 |
|———|———–|———|————|
| 谷歌超导方案 | 50万 | 9分钟 | 劫持正在广播的实时交易 |
| Oratomic中性原子方案 | 1-2.6万 | 数天 | 攻击公钥已暴露的休眠钱包 |
**重要数据**：谷歌白皮书估计约**690万枚比特币**属于公钥已暴露的休眠钱包类别，这类攻击不需要抢时间。
## 硬件发展现状与前景
### 当前技术状态
– **中性原子实验进展**：已演示超过**6,100个量子比特**的物理捕获阵列
– **容错计算能力**：目前具备容错计算能力的中性原子系统约为**500个量子比特**
### 发展差距对比
| 技术路线 | 当前水平 | 目标需求 | 差距倍数 |
|———|———|———|———|
| Oratomic中性原子路线 | 约500个 | 约1万个 | **约20倍** |
| 谷歌超导路线 | 约100个 | 约50万个 | **约5000倍** |
## 研究团队与未来展望
**论文作者背景**：
– 来自Oratomic公司，同时挂靠加州理工学院
– 团队成员包括量子计算权威**John Preskill**和**Manuel Endres**
– 通讯作者为**Dolev Bluvstein**
**未来潜力**：论文结尾指出，后续硬件提速与纠错改进有望将运行时间**再缩短一个数量级以上**，甚至可能降至**小时或分钟级别**。
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**行业影响**：这一突破标志着量子计算在实用化道路上迈出了关键一步，对现有加密体系构成了前所未有的现实威胁。随着硬件差距的快速收窄，加密安全领域需要加速布局后量子密码学解决方案。
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