Das wichtigste Gerät in der Kryptografie existiert noch nicht. Ein Oxford-Dozent sagt, dass Quanten-Speicher entscheidet, ob Bitcoin (BTC) zusammenbricht oder durch etwas Besseres ersetzt wird.
Stefano Gogioso hat diese These am Dienstag veröffentlicht. Seiner Ansicht nach hängt das Versprechen der Quanten-Kryptografie nun davon ab, ein einziges Hardware-Teil zu bauen.
„Die Entwicklung von tragbarem, langzeitigem Quanten-Speicher wird einer der wichtigsten Meilensteine der Quanten-Technologie sein. Diese Geräte ermöglichen eine ganz neue Klasse von Anwendungen, etwa Quanten-Geld, die beste Form eines digitalen Wertspeichers.”
Das sagte Gogioso, Dozent für Quanten-Computing an der Universität Oxford und Mitgründer des Quanten-Sicherheitsunternehmens Spooqy, gegenüber BeInCrypto.
Das Nadelöhr von Quanten-Geld
Ein früherer Bericht des BeInCrypto Experts Council endete mit einem ungelösten Problem. Quanten-Geld kann nicht gefälscht werden, weil Quanten-Zustände nicht kopiert werden können.
Allerdings kann sie niemand lange halten. Die besten Laborsysteme halten einen Zustand nur für Sekunden aufrecht, deshalb ist das Argument für Quanten-Geld bislang nur theoretisch.
Gogiosos Beitrag beschreibt die Anforderungen an ein brauchbares Gerät. Es müsste Stabilität über Monate, idealerweise dauerhaft, bieten. Tragbar sein, zuerst in einem Frachtcontainer, später in einer Hosentasche. Die Kapazität müsste in Milliarden einzelner Zustände liegen.
Er lehnt außerdem die bekannte Idee von Quanten-RAM ab. Nichts an seinem Entwurf braucht wahlfreien Zugriff oder das direkte Bearbeiten im Speicher. Zustände werden nacheinander genutzt und einmal verbraucht.
Die Lücke zwischen Sekunden und Monaten ist das eigentliche Problem.
Warum Gogioso Quanten-Speicher für unvermeidlich hält
Seine Antwort besteht aus zwei Teilen, und der erste ist eindeutig.
Ein fehlertoleranter Quanten-Computer muss empfindliche Zustände im großen Maßstab, gegen Störungen, so lange aufrechterhalten, wie eine Berechnung läuft. Das ist die eigentliche Bedeutung von Fehlertoleranz.
Lässt man das Rechnen weg, sagt Gogioso, bleibt ein Quanten-Speichergerät übrig. Wer das eine ablehnt, lehnt damit auch das andere ab.
Das Umdenken ist kommerziell relevant. Es fließen bereits Milliarden von USD in fehlertolerante Maschinen. Der Speicher ist Teil dieser Roadmaps und damit ein unvermeidlicher Schritt.
Der zweite Punkt betrifft die Tragbarkeit. Maschinen, die bei kryogenen Temperaturen laufen, werden ihre Zustände noch jahrelang am Boden eines Kühlschranks speichern.
Atom-basierte Ansätze sind anders. Sie speichern Informationen in Eigenschaften, die die Natur bereits isoliert. Das macht aus dem Problem eher eine technische als eine physikalische Herausforderung.
Gogioso setzt die Anforderungen außerdem niedriger an, als die Debatte es oft tut. Ein Speicher muss nicht jahrzehntelang halten. Eine versiegelte Einweg-Kartusche, gefüllt in einer Anlage und Zustand für Zustand verbraucht, würde für jede Anwendung ausreichen, die er nennt.
Die gleiche Maschine zerstört Bitcoin und baut den Nachfolger
Zieht man diese Argumentationskette in den Krypto-Bereich, entsteht eine bemerkenswerte Symmetrie.
Im März haben Google Quantum AI, die Ethereum Foundation und Stanford die Kosten für einen Angriff auf Bitcoin untersucht. Das Team schätzt, dass dafür weniger als 500.000 physische Qubits nötig wären.
So eine Maschine funktioniert nur, wenn sie fehlertolerant ist. Und Fehlertoleranz, nach Gogiosos Definition, ist Quanten-Speicher.
Diese Schlussfolgerung ist für beide Seiten unkomfortabel. Die Hardware, die Bitcoin-Signaturen angreifen könnte, würde auch Quanten-Geld ermöglichen.
Jeder investierte USD in Fehlertoleranz unterstützt also beide Zukünfte zugleich. Es gibt keine Version dieser Entwicklung, in der Quanten-Computer Bitcoin zerstören und Alternativen unmöglich bleiben.
Gogioso und Daniela Herrmann, Geschäftsführerin des Quanten-Unternehmens Dynex, erklärten dieses größere Bild oben im Panel.
Warum eine gestohlene Lieferung keine Rolle spielt
Das Sicherheitsmodell hinter alldem kehrt eine alte Annahme um.
Klassisches Schlüsselmaterial ist beim Transport riskant. Wer es kopiert, besitzt es und hinterlässt keine Spuren.
Ein verschränktes Paar enthält beim Lagern keine Information. Die Zufälligkeit, die einen Schlüssel erzeugt, entsteht erst bei der Messung.
Eine entführte Kiste kostet dem Lieferanten also den Bestand, nicht aber geheime Daten. Gogioso schreibt, dass das Schlimmste, was ein korrupter Lieferant ausliefern kann, ein Behälter mit wertlosem Gas ist.
Eine zweite Folge ist noch ungewöhnlicher. Diese Ressourcen verbrauchen sich. Ein Schlüssel verbraucht verschränkte Paare, und eine Banknote wird bei jeder Prüfung „verbrannt”.
Gogioso nennt das Kryptografie durch Verbrennung. Geld in diesem Modell hätte eine Art Füllstandsanzeige.
Q-Day hat einen Kalender, Quanten-Geld nicht
Die beiden Teile dieser Entwicklung verlaufen mit sehr verschiedenen Geschwindigkeiten.
Die Angriffsseite ist voller Termine. IBM erwartet, dass Quanten-Computing die Bilanz 2028 oder 2029 beeinflusst. Hongkong fordert von Banken eine Quanten-Readiness-Frist bis 2030.
Das National Institute of Standards and Technology plant, aktuelle elliptische Kurvensignaturen bis 2030 abzuschaffen. Ab 2035 wären sie dann komplett untersagt.
Für die Alternativen gibt es keinen Kalender. Gogioso nennt auch keinen. Sein Beitrag argumentiert für die Unvermeidlichkeit der Ressource, nicht für die unmittelbare Marktreife eines Produkts.
Er zeigte sich auf dem Panel optimistischer und meinte, in fünf bis sieben Jahren seien nachweislich unmögliche Anwendungen möglich. Diese Einschätzung bezog sich allgemein auf Quantentechnologien, nicht speziell auf einen Speicher, der klein genug für eine Wallet ist.
Herrmann zog während der Diskussion die gleiche Grenze.
„Quanten-Geld ist die Vision, wenn sich alles entwickelt hat. Im Moment ist Quanten-Geld als solches noch nicht verfügbar. Aber sobald die Chips besser werden, muss man damit wirklich verantwortungsvoll umgehen.”
Was offen bleibt
Zwei Fragen bleiben bestehen.
Jemand muss dennoch die Speicher befüllen. Das bedeutet, es gibt einen Herausgeber in einem System, das eigentlich ohne Verwahrer auskommen soll.
Ein Inhaberpapier ohne Ledger kann nicht wiederhergestellt werden. Ein verlorener, gestohlener oder vergessener Schein verliert seinen Wert dauerhaft.
Die Branche arbeitet trotzdem an dieser Technik. Allerdings ist noch nicht entschieden, welches von beiden Modellen das richtige ist.
