BTQ e QPerfect pubblicano un progetto a livello di porte per firme quantistiche monouso

Ricercatori di BTQ Technologies e della sua controllata francese QPerfect hanno pubblicato un circuito quantistico esplicito per una «firma monouso» (one-shot signature), una chiave crittografica che può firmare esattamente un messaggio e poi diventa inutilizzabile. L’articolo, A quantum algorithm for one-shot signatures, riporta i conteggi di qubit e porte dello schema ed è stato accettato per la pubblicazione ad ACM PQQS 2026, secondo la sua scheda su arXiv.

Che cosa è stato annunciato

In un normale schema di firma digitale la chiave segreta è una stringa di bit che può essere copiata e riutilizzata all’infinito. Il testo divulgativo di QPerfect illustra il problema con la delega: se Alice vuole che Bob approvi a suo nome un solo aggiornamento software d’emergenza, consegnargli la propria chiave gli dà un potere illimitato, e un registro pubblico che annoti l’uso della chiave può essere manomesso. Una firma monouso sostituisce la chiave segreta classica con uno stato quantistico. Firmare un messaggio richiede di misurare quello stato, distruggendolo, e il teorema di non clonazione impedisce di farne prima una copia di riserva.

L’idea è stata introdotta da Ryan Amos, Marios Georgiou, Aggelos Kiayias e Mark Zhandry nel 2020, ricorda QPerfect. Il nuovo articolo la porta dalla teoria a istruzioni quantistiche concrete.

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I dettagli tecnici

Lo schema ha due fasi. La generazione delle chiavi produce una chiave pubblica classica e una chiave segreta quantistica; la firma elabora quella chiave quantistica insieme a un messaggio per produrre una firma classica, verificabile da un normale computer. L’articolo afferma che la costruzione non presenta errori algoritmici. Funziona preparando una sovrapposizione sugli elementi di un laterale affine casuale determinato da una funzione pseudocasuale perforabile, insieme a un circuito che verifica l’appartenenza al laterale.

Secondo l’abstract, il numero di qubit logici scala come Θ(κ log r + n + l) e la complessità in porte come Θ(n³ + nl), dove l è la lunghezza del messaggio e κ il parametro di sicurezza. Quantum Computing Report riferisce che le firme di un solo bit richiedono tra 206 e 2.438 qubit logici nei parametri di sicurezza studiati e che i circuiti sono stati validati con l’emulatore MIMIQ di QPerfect.

Perché è importante

Una chiave il cui uso singolo è imposto dalla fisica, e non dalla fiducia o dal consenso, potrebbe servire per firme delegate, trasferimenti sicuri di token e casualità verificabile pubblicamente, le applicazioni indicate dagli autori. QCR osserva che conservare la chiave quantistica fino all’uso favorisce hardware con lunghi tempi di coerenza, come i processori ad atomi neutri.

Cosa osservare

Gli autori chiariscono che si tratta di conteggi precedenti all’offuscamento: una versione sicura richiede ancora una generazione delle chiavi modificata e una prova di sicurezza per la costruzione offuscata. QCR aggiunge che proteggere completamente la generazione delle chiavi dalla manipolazione malevola degli stati in ingresso dipenderà da futuri progressi nell’offuscamento quantistico. Il numero di qubit logici richiesto colloca inoltre un impiego pratico oltre l’hardware attuale.