Saudi-Arabien und das Quantencomputing
Saudi-Arabien ist in das globale Rennen um das Quantencomputing eingetreten. Saudi Aramco, das staatlich kontrollierte Energie- und Chemieunternehmen, gab am Montag bekannt, dass es den ersten Quantencomputer des Königreichs installiert hat. Dies verstärkt die wachsenden Sicherheitsbedenken hinsichtlich Bitcoin und anderer Blockchain-Netzwerke.
Aramco erklärte, dass die 200-Qubit-Maschine, die von Pasqal, einem in Frankreich ansässigen Unternehmen für Quantencomputing mit neutralen Atomen, entwickelt und in seinem Rechenzentrum in Dhahran installiert wurde, für industrielle Anwendungen wie Energiemodellierung und Materialforschung konzipiert ist. Pasqal gab an, dass es sich um das leistungsstärkste System handelt, das das Unternehmen bisher geliefert hat. Ein Qubit oder Quantenbit ist die grundlegende Einheit eines Quantencomputers.
„Die Bereitstellung unseres bisher leistungsstärksten Quantencomputers ist ein historischer Moment und ein Meilenstein für die Quanten-Zukunft des Nahen Ostens“, sagte Pasqal-CEO Loïc Henriet in einer Erklärung. „Pasqal setzt seine Expansion fort und bringt praktische Quantenkraft in die Industrie.“
Globale Quantenprogramme
Mit diesem Schritt reiht sich Saudi-Arabien neben Regierungen in den USA, China, der EU, dem Vereinigten Königreich, Japan, Indien und Kanada ein, die nationale Quantenprogramme finanzieren, um die Forschungsinfrastruktur zu erweitern und die Arbeitskräfte auszubilden, die für zukünftige fehlertolerante Systeme benötigt werden.
Experten warnen, dass, wenn Quantenmaschinen jemals leistungsstark genug werden, sie private Schlüssel offenbaren oder digitale Signaturen fälschen könnten. Dies würde Angreifern ermöglichen, Gelder zu stehlen oder Mechanismen zur Wahrung der Privatsphäre zu umgehen. Aber wie real ist diese Bedrohung heute? Yoon Auh, Gründer von Bolts Technologies, erklärte, dass der rasche Fortschritt im Quantencomputing die Sicherheitsgemeinschaften gezwungen hat, die Bedrohung ernst zu nehmen, angesichts „wiederholter Sprünge“ in der Technologie.
„Mit so viel Aufwand und Geld, das in diese Richtung fließt, sind Durchbrüche unvermeidlich“, sagte er gegenüber Decrypt. „Niemand weiß, wann, aber die Bedrohung ist nicht mehr theoretisch. Heute kann es ECC oder RSA noch nicht knacken, aber der Fortschritt ist stetig.“
Auh betonte, dass die Motivation für Investitionen von Nationalstaaten über die Kryptanalyse hinausgeht. „Quantencomputing ist die erste Technologie, die eine globale digitale Waffe werden könnte, die von keinem politischen System kontrolliert wird“, fügte er hinzu.
Technologische Herausforderungen
Dennoch ist die Forschung noch einige Zeit davon entfernt, Systeme wie das, auf dem Bitcoin basiert, zu knacken. Laut dem Forschungswissenschaftler Ian MacCormack ist ein 200-Qubit-System in praktischen Begriffen klein, da aktuelle Maschinen durch Rauschen und kurze Kohärenzzeiten begrenzt sind, die die Anzahl der Operationen einschränken, die sie ausführen können.
„200 Qubits sind genug, um einige interessante Experimente und Demonstrationen durchzuführen, vorausgesetzt, die Qubits sind von hoher Qualität, was selbst mit so wenigen von ihnen schwer zu erreichen ist. Aber sie sind bei weitem nicht genug, um fehlerkorrigiertes Rechnen in der Art durchzuführen, die erforderlich ist, um Shors Algorithmus auszuführen“, erklärte er.
Im September enthüllten Forscher am Caltech ein System mit neutralen Atomen, das 6.000 Qubits umfasst. Allerdings werden selbst Maschinen dieser Größenordnung immer noch für Forschung, Simulationen und Algorithmusentwicklung verwendet, anstatt um Kryptographie anzugreifen.
„Was Sie brauchen, ist eine sehr lange Kohärenzzeit im Vergleich zur Dauer Ihrer Operationen“, sagte der Caltech-Student Elie Bataille gegenüber Decrypt. „Wenn Ihre Operationen eine Mikrosekunde dauern und Sie eine Sekunde Kohärenzzeit haben, bedeutet das, dass Sie etwa eine Million Operationen durchführen können.“
Forscher betonen, dass die Bedrohung der modernen Kryptographie Tausende von fehlerkorrigierten logischen Qubits erfordern würde, was Millionen von physischen Qubits entspricht. Obwohl das Pasqal-System die aktuelle Blockchain-Sicherheit nicht verändert hat, hat es die Aufmerksamkeit auf ein langfristiges Risiko namens Q-Day gelenkt – den Moment, in dem ein Quantencomputer leistungsstark genug wird, um einen privaten Schlüssel aus einem öffentlichen Schlüssel abzuleiten und digitale Signaturen zu fälschen.
Risiken für die Kryptographie
Die Sorge ist, dass eine solche Fähigkeit nicht nur die Kryptographie, die von Bitcoin verwendet wird, untergraben würde, sondern auch die vielen Sicherheitssysteme, die die globale Wirtschaft stützen.
„Was ein Quantencomputer tun könnte, und das ist relevant für Bitcoin, ist die digitalen Signaturen zu fälschen, die Bitcoin heute verwendet“, erklärte Justin Thaler, Forschungsmitarbeiter bei Andreessen Horowitz und außerordentlicher Professor an der Georgetown University, gegenüber Decrypt. „Jemand mit einem Quantencomputer könnte eine Transaktion autorisieren und alle Bitcoins von Ihren Konten abheben, ohne dass Sie dies autorisiert haben. Das ist die Sorge.“
Die heutigen Prozessoren in der frühen Entwicklungsphase, einschließlich der 200-Qubit-Pasqal-Maschine und des 105-Qubit-Willow-Chips von Google, liegen weit unter der Schwelle, die für solche Angriffe erforderlich ist.
„Quantencomputing hat eine angemessene Wahrscheinlichkeit von mehr als 5 %, ein großes, sogar existenzielles, langfristiges Risiko für Bitcoin und andere Kryptowährungen darzustellen“, sagte Christopher Peikert, Professor für Informatik und Ingenieurwesen an der University of Michigan, gegenüber Decrypt. „Aber es ist in den nächsten Jahren kein reales Risiko; die Technologie des Quantencomputings hat noch einen langen Weg vor sich, bevor sie die moderne Kryptographie bedrohen kann.“
