Alice & Bob 新估算：约 2.3 万个猫量子比特即可破解 RSA-2048

总部位于巴黎和波士顿、基于猫量子比特（cat qubit）研发量子计算机的 Alice & Bob 于 10 月 29 日发布了一项资源估算：基于其架构构建的容错量子计算机，可以用 22,593 个物理量子比特在 3.14 天内分解一个 2048 位 RSA 密钥。公司称，这一结果创下了针对当今公钥加密运行 Shor 算法所需总量子资源（以量子比特数乘以运行时间衡量）的新低。这项工作是以预印本形式发布的理论推算，而非硬件演示。

发布内容

这些数字来自论文 "Shor's algorithm compiled on cat qubits: 22 593 qubits for RSA-2048 in 3.14 days"，由 Alice & Bob 的研究团队与一位来自 Inria 和雷恩大学的合著者共同发布在 IACR 的 Cryptology ePrint Archive 上。除 RSA-2048 外，团队估计，256 位椭圆曲线离散对数问题（ECDLP）——比特币和以太坊所用签名的数学基础——最多需要 29,588 个物理量子比特、61.8 分钟即可求解。论文还提出了一个规模更小的基准 FFDLP-512，约需 6,700 个量子比特和 21 分钟。

根据公司公告，这一 RSA 数字所需的物理量子比特比 Google Quantum AI 的 Craig Gidney 在 2025 年的估算少 40 倍；后者认为，在表面码机器上，RSA-2048 需要不到一百万个含噪量子比特、运行时间不到一周。

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技术细节

作者没有简单地用逻辑量子比特数乘以平均开销，而是将算法中最昂贵的部分一直编译到每个物理量子比特的操作层面，给出了完整的芯片布局和调度。Alice & Bob 将节省归因于三点：猫量子比特在硬件层面抑制比特翻转错误，因此纠错只需处理相位翻转错误；LDPC-cat 码，公司称与此前的重复码方案相比，它将 RSA-2048 所需量子比特数减少了一半以上（从 49,649 降至 22,593）；以及为猫量子比特重新设计的加法器，可以稳定节奏运行而无需等待纠错。在算法层面，团队借鉴了 Google 和 Inria 研究人员的最新工作。

这些假设至关重要。论文假设纠错周期为 1 微秒、反应时间为 10 微秒、相位错误概率为 5 × 10⁻⁴，并且完全没有比特翻转，相当于约 100 年的比特翻转时间。如果比特翻转大约每小时发生一次，就需要额外一层编码，RSA-2048 的估算将升至约 45,000 个量子比特。该设计还可以用空间换时间：约 611,000 个量子比特可将 RSA 运行缩短至 1.25 小时，而约 21,188 个量子比特则会将其延长至 8.08 天。

为何重要

随着纠错和算法设计的进步，Shor 算法的资源估算持续下降，每一次下降都在压缩安全团队的规划时间表。Alice & Bob 表示，预计硬件进展与不断下降的需求将在 2030 年代初交汇，但也承认仍存在重大工程挑战。PQShield 创始人兼 CEO Ali El Kaafarani 在声明中表示，政府和企业应当"在最关键的地方立即部署 PQC"。

后续关注

核心数字依赖于具有极长比特翻转时间的猫量子比特，而这尚未在大规模上得到验证，因此真正的检验在于硬件能否朝这些假设推进。该预印本的同行评审以及对其编译选择的独立审查同样值得关注。Alice & Bob 表示正在向政府和行业相关方进行通报，并敦促各机构现在就开始向后量子密码迁移，同时指出美国和英国的指南都以 2035 年完成迁移为目标。