Google Quantum AI meldete am Donnerstag, dass sein Quantenprozessor Willow die Fehler in einer zentralen Quantenoperation um den Faktor 40 reduziert und dabei eine logische Treue von 99,99 % erreicht hat, wie aus einer Studie hervor geht, die am 15. Oktober in der Zeitschrift Science veröffentlicht wurde. Das Ergebnis hat die Debatte neu entfacht, wie lange Bitcoins aktuelle digitale Signaturen künftigen Quantenangriffen standhalten können. Die Ergebnisse kommen zu einem Zeitpunkt, an dem Coinbase, Starknet und andere Projekte quantenresistente Upgrades abwägen.

Willow erreicht 99,99 % Treue im Magic-State-Test

Die Studie testete einen Prozess namens Magic State Cultivation, bei dem Willow spezielle Quantenzustände mit einer logischen Treue von 99,99 % erzeugte. Quantencomputer benötigen diese Zustände für komplexe Berechnungen, und frühere Schätzungen legten nahe, dass deren Erzeugung bis zu 95 % der Kapazität einer Maschine beanspruchen könnte. Die Beherrschung solcher Fehler gilt weithin als zentrales Hindernis zwischen den kompakten Prozessoren von heute und den großen fehlertoleranten Maschinen, die nach Angaben von Forschern notwendig wären, um herkömmliche Kryptografie zu bedrohen.

Google filterte fehlerhafte Zustände durch wiederholte Prüfungen am Prozessor heraus, und nur 8 % der Versuche bestanden. Den Forschern gelang es, die verbleibenden Zustände zwischen zwei Fehlerkorrekturmethoden zu übertragen, wobei größere Tests noch ausstehen.

Bitcoins langfristiges Quantenrisiko

Im März schätzten Fors von Google Quantum AI, dass eine künftige Maschine den aktuellen Signaturschutz von Bitcoin mit weniger als 500.000 physischen Qubits brechen könnte. Die Berechnung ging von zukünftiger Hardware aus, nicht von einem erfolgreichen Angriff. Zum Vergleich: Willow arbeitet heute mit 105 Qubits – ein Maß für die Lücke zwischen der aktuellen Hardware und der Größenordnung, die solche Schätzungen beschreiben. Die Forscher beschrieben einen möglichen neunminütigen Angriff auf Transaktionen mit offengelegten öffentlichen Schlüsseln, und rund 6,9 Millionen BTC könnten durch bereits sichtbare öffentliche Schlüssel gefährdet sein. Bitcoins Signaturen beruhen auf Elliptic-Curve-Kryptografie, die Forschern seit langem bekannt ist und die ein ausreichend großer Quantencomputer brechen könnte – die Annahme, die die inzwischen branchenweit laufende Migrationsplanung motiviert.

Auch andere Netzwerke debattieren Schutzmaßnahmen. Ethereum-Mitgründer Vitalik Buterin hatte Bedenken über KI-gestützte Angriffe auf Gitterkryptografie geäußert – die mathematische Familie hinter mehreren führenden Post-Quantum-Verschlüsselungsstandards –, und Cardano-Gründer Charles Hoskinson bestritt diese in einem Beitrag auf X vom 9. Oktober mit dem Argument, dass Sicherheitsentscheidungen Belege erfordern.

Coinbase fordert frühe Vorbereitung von Bitcoin

Der Kryptowährungsbörsenbetreiber Coinbase veröffentlichte am 13. Oktober ein Sicherheitspapier, in dem Entwickler aufgefordert werden, zu planen, bevor Quantenangriffe praktikabel werden, und beschrieb die bevorstehende Umstellung von Bitcoin als ein mehrjähriges Unterfangen. Zu seinen Empfehlungen gehört die Prüfung von BIP-360, das durch die Einführung von Post-Quantum-Signaturoptionen ändert, wie bestimmte Bitcoin-Transaktionen Schlüssel offenlegen, sowie von Wallets, die während einer Übergangsphase sowohl bestehende als auch neuere Signaturmethoden unterstützen können.

In seinem Bitcoin-Quanten-Sicherheitsplan nannte Coinbase den begrenzten Blockplatz, Verwahrungssysteme und ruhende Coins als ungelöste Probleme. Besitzer, die den Zugriff auf ihre Wallets verloren haben, könnten ihre Mittel möglicherweise nicht mehr bewegen, sobald Upgrades verfügbar werden.

Andere Netzwerke prüfen ihre Sicherheitspläne

Starknet erklärte in einem Beitrag auf X, wo sein Konto mehr als 350.000 Follower hat, dass es eine Umwandlung in eine unabhängige Blockchain mit dem Ziel erwäge, bis 2027 Quantenresistenz zu erreichen. Am 15. Oktober eröffnete das Projekt eine unverbindliche Governance-Abstimmung darüber, ob die Änderung untersucht werden soll. Die Abstimmung läuft bis zum 22. Oktober und autorisiert keinen Netzwerkwechsel.

Google hat separat das Ziel gesetzt, seine eigene Umstellung auf Post-Quantum-Kryptografie bis 2029 abzuschließen – ein Zeitplan, der auf die 2024 von der US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology abschließend verabschiedeten ersten Post-Quantum-Verschlüsselungsstandards folgt.