Der neueste Quantenprozessor von Google hat erreicht, was Physiker seit Jahrzehnten anstreben: eine nachgewiesene Beschleunigung<\/strong> gegen\u00fcber den leistungsst\u00e4rksten Supercomputern der Welt. Dies verst\u00e4rkt die potenzielle Bedrohung f\u00fcr Bitcoin<\/strong> und andere Kryptow\u00e4hrungen. In einer am Mittwoch in der Fachzeitschrift Nature<\/em> ver\u00f6ffentlichten Studie f\u00fchrte der 105-Qubit-Willow-Chip einen physikalischen Algorithmus schneller aus, als es jede klassische Maschine simulieren k\u00f6nnte. Dies stellt einen erstmals experimentell best\u00e4tigten quantenmechanischen Vorteil dar, der mit echter Hardware erreicht wurde.<\/p>\n Die begutachteten Ergebnisse sind zwar eng gefasst, aber dennoch bedeutend. Sie best\u00e4tigen, dass Quantenprozessoren sich der Zuverl\u00e4ssigkeit<\/strong> n\u00e4hern, die f\u00fcr praktische Anwendungen erforderlich ist \u2013 und damit die M\u00f6glichkeit, dass sie eines Tages die Verschl\u00fcsselung<\/strong> brechen k\u00f6nnten, die Bitcoin und andere digitale Verm\u00f6genswerte sch\u00fctzt. W\u00e4hrend diese Bedrohung noch in der Ferne liegt, r\u00fcckt jeder verifizierte Fortschritt in der Quantenleistung den Zeitrahmen der \u201eQuantenbedrohung\u201c f\u00fcr Krypto-Entwickler und Investoren n\u00e4her in den Fokus.<\/p>\n Laut dem Bericht lief Googles Quantum Echoes-Algorithmus auf Willow etwa 13.000 Mal schneller<\/strong> als klassische Simulationen, indem er eine Aufgabe in etwas mehr als zwei Stunden abschloss, die auf Frontier \u2013 einem der schnellsten \u00f6ffentlich getesteten Supercomputer der Welt \u2013 etwa 3,2 Jahre dauern w\u00fcrde. <\/p>\n \u201eDas Ergebnis ist verifizierbar, was bedeutet, dass es von anderen Quantencomputern wiederholt oder durch Experimente best\u00e4tigt werden kann\u201c,<\/p><\/blockquote>\n schrieb Google-CEO Sundar Pichai auf X. <\/p>\n \u201eDieser Durchbruch ist ein bedeutender Schritt in Richtung der ersten realen Anwendung von Quantencomputing, und wir sind gespannt, wohin es f\u00fchrt.\u201c<\/p><\/blockquote>\n Forscher testeten Willow, indem sie eine Reihe von Zeitumkehr-Experimenten durchf\u00fchrten und beobachteten, wie sich Quanteninformationen \u00fcber die Qubits des Chips verbreiten und neu fokussieren. Zuerst f\u00fchrten sie das System durch eine Reihe von Quantenoperationen vorw\u00e4rts, st\u00f6rten dann ein Qubit mit einem kontrollierten Signal und kehrten schlie\u00dflich die Sequenz um, um zu erkennen, ob die Informationen ein \u201eEcho\u201c zur\u00fcckgeben w\u00fcrden. Dieses Echo erschien als konstruktive Interferenz, bei der sich Quantenwellen gegenseitig verst\u00e4rkten, anstatt sich gegenseitig auszul\u00f6schen \u2013 ein klares Zeichen f\u00fcr quantenmechanisches Verhalten.<\/p>\n Die beteiligten Schaltungen waren zu komplex, um von klassischen Computern genau simuliert zu werden. Die supraleitenden Transmon-Qubits von Willow hielten w\u00e4hrend des Prozesses stand und zeigten mittlere Fehler bei Zwei-Qubit-Gattern von etwa 0,0015<\/strong> sowie Koh\u00e4renzzeiten von \u00fcber 100 Mikrosekunden<\/strong>. Diese Stabilit\u00e4tsniveaus erm\u00f6glichten es den Forschern, 23 Schichten von Quantenoperationen \u00fcber 65 Qubits durchzuf\u00fchren, was \u00fcber das hinausgeht, was klassische Modelle derzeit reproduzieren k\u00f6nnen.<\/p>\n Willow, der im Dezember 2024 vorgestellt wurde, ist Googles neuester supraleitender Quantenprozessor, der stabileres und verifizierbares quantenmechanisches Verhalten als seine Vorg\u00e4nger demonstrieren soll. Er folgt dem Sycamore-Experiment von 2019, das zeigte, dass ein Quantenprozessor klassische Supercomputer \u00fcbertreffen konnte, jedoch nicht zuverl\u00e4ssig reproduziert werden konnte. Willow schlie\u00dft diese L\u00fccke: seine verbesserte Fehlerkorrektur h\u00e4lt Qubits l\u00e4nger koh\u00e4rent, was Experimente erm\u00f6glicht, die innerhalb desselben Ger\u00e4ts wiederholt und verifiziert werden k\u00f6nnen.<\/p>\n Obwohl die Arbeit noch auf Forschungsebene bleibt, zeigt sie, dass Quanteninterferenz in Systemen bestehen bleiben kann, die zu komplex f\u00fcr klassische Simulationen sind \u2013 ein messbarer Fortschritt in dem langj\u00e4hrigen Bestreben, Quantencomputing sowohl reproduzierbar als auch praktisch zu machen. Google gab an, dass das n\u00e4chste Ziel darin besteht, Quantencomputing von kontrollierten Demonstrationen in die praktische Wissenschaft zu \u00fcberf\u00fchren, einschlie\u00dflich der Modellierung, wie Atome und Molek\u00fcle interagieren \u2013 Simulationen, die weit \u00fcber die Reichweite klassischer Computer hinausgehen.<\/p>\n \u201eSo wie das Teleskop und das Mikroskop neue, unsichtbare Welten er\u00f6ffneten, ist dieses Experiment ein Schritt in Richtung eines \u201aQuanten-Scope\u2018, das in der Lage ist, zuvor nicht beobachtbare nat\u00fcrliche Ph\u00e4nomene zu messen\u201c, schrieben sie.<\/p>\n F\u00fcr den Moment gef\u00e4hrdet der Erfolg von Willow die Verschl\u00fcsselung nicht. Aber seine Verifizierung markiert einen stetigen Fortschritt in Richtung der Art von Quantenmaschine, die dies k\u00f6nnte. Bitcoin und andere digitale Systeme h\u00e4ngen von elliptischer Kurven-Kryptographie ab \u2013 mathematischen Funktionen, die f\u00fcr klassische Computer praktisch unm\u00f6glich umzukehren sind, aber theoretisch anf\u00e4llig f\u00fcr einen ausreichend leistungsstarken Quantencomputer.<\/p>\n \u201eQuantencomputing hat eine angemessene Wahrscheinlichkeit \u2013 mehr als f\u00fcnf Prozent \u2013 ein erhebliches, sogar existenzielles, langfristiges Risiko f\u00fcr Bitcoin und andere Kryptow\u00e4hrungen darzustellen\u201c,<\/p><\/blockquote>\n sagte Christopher Peikert, Professor f\u00fcr Informatik und Ingenieurwesen an der University of Michigan, gegen\u00fcber Decrypt. <\/p>\n \u201eAber es ist in den n\u00e4chsten Jahren kein echtes Risiko; die Technologie des Quantencomputings hat noch einen langen Weg vor sich, bevor sie die moderne Kryptographie bedrohen kann.\u201c<\/p><\/blockquote>\n Peikert erkl\u00e4rte, dass Bitcoin nicht immun gegen Quantenangriffe ist, obwohl die Bedrohung noch fern bleibt. Der \u00dcbergang zu post-quanten Signaturschemata w\u00fcrde auch Kompromisse in Bezug auf Gr\u00f6\u00dfe und Leistung mit sich bringen, f\u00fcgte er hinzu. <\/p>\n \u201eSchl\u00fcssel und Signaturen sind viel gr\u00f6\u00dfer\u201c,<\/p><\/blockquote>\n sagte Peikert. <\/p>\n \u201eDa Kryptow\u00e4hrungen auf viele Signaturen f\u00fcr Transaktionen und Bl\u00f6cke angewiesen sind, w\u00fcrde die Annahme von post-quanten oder hybriden Schemata den Netzwerkverkehr und die Blockgr\u00f6\u00dfen erheblich erh\u00f6hen.\u201c<\/p><\/blockquote>\n Die Simulation der Schaltungen von Willow mit Tensor-Netzwerk-Algorithmen w\u00fcrde mehr als 10\u2077 CPU-Stunden<\/strong> auf Frontier, dem schnellsten Supercomputer der Welt, in Anspruch nehmen. Diese L\u00fccke \u2013 zwei Stunden Quantenberechnung im Vergleich zu mehreren Jahren klassischer Simulation \u2013 stellt den klarsten experimentellen Beweis f\u00fcr den quantenmechanischen Vorteil auf Ger\u00e4teebene dar. Selbst wenn die Replikation noch aussteht, markiert Willow einen \u00dcbergang von der Theorie zur testbaren Technik: ein System, das eine echte Berechnung durchf\u00fchrt, die au\u00dferhalb der Reichweite klassischer Maschinen liegt. F\u00fcr Kryptographen und Entwickler ist es eine Erinnerung daran, dass die Sicherheit nach der Quantenzeit kein fernes Problem mehr ist \u2013 es ist eine Uhr, die bereits zu ticken begonnen hat.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Einf\u00fchrung in Googles Quantenprozessor Der neueste Quantenprozessor von Google hat erreicht, was Physiker seit Jahrzehnten anstreben: eine nachgewiesene Beschleunigung gegen\u00fcber den leistungsst\u00e4rksten Supercomputern der Welt. Dies verst\u00e4rkt die potenzielle Bedrohung f\u00fcr Bitcoin und andere Kryptow\u00e4hrungen. 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Experimentelle Methodik<\/h2>\n
Technische Details und Stabilit\u00e4t<\/h2>\n
Ausblick auf zuk\u00fcnftige Anwendungen<\/h2>\n
Risiken f\u00fcr die Kryptographie<\/h2>\n
Fazit<\/h2>\n