O algoritmo ingênuo que a gente faz com papel e lápis multiplica um dígito
do número "de baixo" por cada dígito do número "de cima", então dá \(O(n^2)\).
Depois soma as parcelas, que são tantas quanto o número de dígitos do número
"de baixo" o que dá \(O(n)\), isto é, a multiplicação como um todo continua
\(O(n^2)\).
Existe um algoritmo conhecido de complexidade menor? Alguma prova de cota inferior?

Existe uma cota inferior trivial que é O(n), porque é necessário ler toda a entrada.