暗号技術における最も重要なデバイスは、いまだに実在しない。オックスフォード大学講師は、量子メモリがビットコイン（BTC）の存続を決める鍵であり、破綻するのか、より良いものに置き換わるのかを左右すると主張している。
ステファノ・ゴジオーゾ氏はこの主張を火曜日に発表した。同氏によれば、量子暗号の未来は、たった1つのハードウェアの実現にかかっている。
「携帯型かつ長期の量子メモリの開発は、量子技術における非常に重要な転換点となる。このデバイスは、量子マネーといった、まったく新しい種類のアプリケーションを可能にする。これは究極のデジタル価値保存手段となり得る。」
ゴジオーゾ氏は、オックスフォード大学の量子コンピューティング講師であり、量子セキュリティ企業Spooqyの共同創業者でもある。同氏がBeInCryptoに語った。
量子マネーが乗り越えられなかったボトルネック
BeInCryptoエキスパート評議会が以前発表した報告書は、ある未解決問題を指摘している。量子マネーは偽造されない。なぜなら量子状態はコピーできないためである。
だが、その状態を長期保持できる者は誰もいない。最先端の実験室でも、状態の維持は数秒間しかできない。このため、量子マネーの実現可能性は理論の域にとどまっていた。
ゴジオーゾ氏の投稿は、現実に使えるデバイスに必要な条件を示している。安定性は数か月、理想的には無期限。サイズはまず輸送用コンテナ、次いでポケットに収まる大きさ。数十億もの独立した量子状態を保存できる能力。
また、量子RAMのような従来型の設計も除外している。同氏の考案する設計にはランダムアクセスや上書き編集は不要である。状態は順番に引き出し、一度使えば消費される。
「数秒」と「数か月」の差が、最大のボトルネックである。
なぜゴジオーゾ氏は量子メモリの実現を「不可避」と呼ぶのか
同氏の答えは2段階で示される。まず第一に断言できる点がある。
フォールトトレラントな量子コンピュータは、非常に壊れやすい状態を大規模に、ノイズに耐えて計算が完了するまで保持しなければならない。これこそがフォールトトレランスの本質である。
計算機能を取り除けば、残るのは量子メモリそのものであるとゴジオーゾ氏は指摘する。従って、量子メモリを否定することは量子計算機そのものの否定となる。
この再定義には商業的な意義がある。世界ではすでにフォールトトレラントマシンに多額の投資がなされている。メモリ実現は、その開発ロードマップ上で避けて通れない段階に位置付けられる。
次に問題となるのは携帯性である。極低温で動作する装置は、しばらくの間は冷蔵庫の奥底で状態を保持し続けることになる。
原子ベースの設計は異なる。情報は自然界が本来隔離している性質に保存される。これにより課題は物理学ではなく、工学上の困難に変わる。
加えて、ゴジオーゾ氏はこの議論で多く見過ごされてきた現実的なハードルを下げている。量子メモリは何十年も耐える必要はなく、施設で充填して使い切る単回使用のカートリッジであっても、同氏が想定する用途には十分対応できる。
https://www.youtube.com/watch?v=37GOqnY5oiQビットコインを打ち破り、その代替を構築する同じマシン
この議論を暗号資産業界に持ち込むと、奇妙な対称性が生じる。
3月、グーグルのQuantum AI部門は、イーサリアム財団やスタンフォード大学とともにビットコインへの攻撃コストを算定した。そのためには50万個未満の物理キュビットですむとの見積もりを示した。
このようなマシンは、フォールトトレラントでなければ動作しない。そして、ゴジオーゾ氏自身の定義によれば、フォールトトレラントとは量子メモリのことだ。
この結論は両陣営にとって厄介である。ビットコインの署名を突破するハードウェアは、そのまま量子マネー実現のためのエンジンにもなり得る。
したがって、フォールトトレラント技術を目指した投資資金は、両方の未来に同時に資金を供給することになる。量子コンピュータがビットコインを破る日が来て、代替案の実現だけが不可能という展開は起こり得ない。
この広範な論点について、ゴジオーゾ氏と量子企業Dynexのダニエラ・ヘルマンCEOが、上記のパネル討論で言及した。
なぜ輸送中の盗難が問題にならないのか
この技術開発におけるセキュリティモデルは、従来の想定と逆転している。
従来の暗号鍵は、輸送中に悪意ある者がコピーできれば所有権が移り、しかも痕跡を残さず盗まれてしまう。
一方、エンタングルメント（もつれ）した対は、保管中には何も情報を持っていない。ランダムさが鍵となるのは、測定時に初めて現れる。
したがって、第三者が輸送中のコンテナを盗んでも、供給元が失うのは在庫だけで秘密情報ではない。ゴジオーゾ氏は、不正な供給元が渡せる最悪のものは“役に立たないガス”だと述べている。
さらにもう1つ奇妙な効果がある。これらの資源は「燃焼」する性質がある。暗号鍵はエンタングルメントペアを消費し、紙幣も自身の認証ごとに“燃える”。
ゴジオーゾ氏は、これを燃焼による暗号と呼ぶ。この方式で作られたマネーは、燃料計付きで登場することになる。
“Qデー”には期限があるが、量子マネーにはない
このストーリーの両側は、進行スピードがまったく異なる。
ビットコインや暗号資産への攻撃サイドは多くの年月日が設定されている。IBMは量子コンピューティングによる収益化時期を2028年または2029年と見込む。香港は銀行に量子耐性の期限を2030年と設定している。
米国標準技術研究所（NIST）は、現在の楕円曲線署名を2030年までに廃止し、2035年には全面禁止する方針である。
一方、代替技術サイドにはスケジュールは存在しない。ゴジオーゾ氏自身も具体的な時期には言及しない。同氏の投稿はリソースの不可避性を主張するものであり、製品化の時期が迫っているとは断じていない。
同氏はこのパネルでさらに前向きな見方を示し、5年から7年以内に、検証不可能なほど難解な応用が登場する可能性に言及した。この見積もりは、ウォレットに収まるような小型メモリの話ではなく、量子リソース全般を念頭に置いたもの。
ヘルマン氏も討論の中で同様の線引きを行った。
「量子マネーこそが最終的なビジョンだが、現時点でその実用化はまだ先だ。しかしチップが進化するにつれ、こうしたものを極めて慎重に扱う責任が生じる」
議論が残した課題
2つの問いが残る。
誰かがメモリに情報を書き込む必要がある。そのため、カストディアンが存在しないことを売りにするシステム内に、発行者を設けざるを得ない。
台帳のない持参人払式商品には、復元策も存在しない。紛失や盗難、あるいは単に消失した場合、その価値も同時に消える。
業界はそれでもなお、この仕組みの構築を進めている。ただ、いずれのアプローチを採るかはまだ決めかねている。
jp.beincrypto.com でJakub Dziadkowiecによるオリジナル記事 量子メモリ：ビットコインの限界と代替技術 を読む