Google hat mit seinem Willow-Prozessor eine 40-fache Reduzierung von Quantencomputing-Fehlern demonstriert und damit eine Technologie vorangebracht, von der Forscher glauben, dass sie irgendwann die Kryptografie herausfordern könnte, die Bitcoin schützt.
Zusammenfassung
- Google reduzierte Quantencomputing-Fehler mithilfe von Magic-State-Kultivierung auf seinem Willow-Prozessor um etwa das 40-Fache.
- Googles Forscher erreichten eine logische Genauigkeit von 99,99 % beim Testen gereinigter Quantenzustände auf realer Computerhardware.
- Glassnode schätzte, dass 6,04 Millionen BTC öffentliche Schlüssel offengelegt hatten, was 30,2 % der geschürften Bitcoin entspricht.
- Googles frühere Forschung schätzte, dass zukünftige kryptografische Angriffe weniger als 500.000 physische Quanten-Qubits erfordern könnten.
- Coinbase veröffentlichte am 13. Oktober Bitcoin-Sicherheitsempfehlungen, die Migrationsherausforderungen und gefährdete Alt-Coins behandeln.
Google kündigte die Ergebnisse am 15. Oktober 2026 an, nach der Veröffentlichung seiner Forschung in der wissenschaftlichen Zeitschrift Science. Das Experiment verwendete eine Technik namens Magic-State-Kultivierung, um Quantenzustände mit 99,99 % logischer Genauigkeit oder Präzision nach der Testmethode der Forscher zu erzeugen.
Die Errungenschaft adressiert ein technisches Problem, das Bemühungen zum Bau zuverlässiger Quantencomputer eingeschränkt hat. Obwohl Googles Experiment die Verschlüsselung von Bitcoin nicht brach, betreffen seine Ergebnisse eine Technologie, die irgendwann zukünftigen Maschinen helfen könnte, die Berechnungen durchzuführen, die zum Angriff auf bestehende kryptografische Systeme erforderlich sind.
Die Forschung folgt auf Googles Einschätzung vom März, dass ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer die von Bitcoin verwendete Art der Elliptische-Kurven-Kryptografie unter bestimmten Hardware-Annahmen mit weniger als 500.000 physischen Qubits brechen könnte.
Google reduziert Quantencomputing-Fehler um das 40-Fache
Googles neuestes Experiment konzentrierte sich auf die Reduzierung von Fehlern in speziellen Quantenzuständen, die für bestimmte fortgeschrittene Berechnungen verwendet werden. Bekannt als Magic States, liefern sie Ressourcen, die für Operationen benötigt werden, die gewöhnliche Quantenfehlerkorrekturmethoden nicht allein durchführen können.
Die Erzeugung dieser Zustände war einer der teuren Teile des Quantencomputings. Laut Googles Forschern deuten einige Schätzungen darauf hin, dass die Herstellung ausreichend zuverlässiger Magic States bis zu 95 % der Kapazität eines Quantencomputers verbrauchen könnte.
Die neue Methode beginnt mit einem Quantenzustand, der Fehler enthält, und unterzieht ihn wiederholten Prüfungen. Versuche, die die Tests nicht bestehen, werden verworfen, wodurch die erfolgreichen mit deutlich niedrigeren Fehlerraten übrig bleiben.
Mit dem Willow-Prozessor demonstrierte Google, dass der Kultivierungsprozess Fehler um etwa das 40-Fache im Vergleich zu Zuständen reduzierte, die ohne die Methode erzeugt wurden. Seine Forscher berichteten von einer rekordverdächtigen logischen Genauigkeit von 99,99 % für die resultierenden T-Zustände, die in wichtigen Quantencomputing-Operationen verwendet werden.
Die Forschungswissenschaftler Emma Rosenfeld und Craig Gidney beschrieben das Ergebnis als die erste experimentelle Demonstration einer effizienten Methode zur Herstellung dieser Ressourcen auf realer Quantenhardware.
Das Team entwickelte den Ansatz aus theoretischer Arbeit, die 2024 von Gidney, Noah Shutty und Cody Jones durchgeführt wurde. Die Umwandlung des Vorschlags in ein funktionierendes Experiment erforderte Änderungen sowohl an den Hardware-Steuerungen als auch an den Techniken zur Fehlermessung.
Während der Tests entdeckten die Forscher, dass elektrische Drift und Temperaturschwankungen ihre Messungen beeinträchtigten. Sie führten neue Steuerungen ein und entwickelten eine Benchmarking-Methode, die es dem Kultivierungsprozess ermöglichte, seine eigene Genauigkeit zu überprüfen.
Google zeigte anschließend, dass gereinigte Zustände zwischen zwei Quantenfehlerkorrekturmethoden, bekannt als Farbcodes und Oberflächencodes, übertragen werden können. Das Experiment übertrug erfolgreich einen Zustand von einem Distanz-3-Farbcode in einen Distanz-5-Oberflächencode.
Das Unternehmen warnte, dass die Technik noch in größerem Maßstab getestet werden muss, bevor sie praktische Quantencomputer unterstützen kann.
Was Googles Quantendurchbruch für die Bitcoin-Sicherheit bedeutet
Bitcoin verwendet Public-Key-Kryptographie, um Transaktionen zu autorisieren und zu beweisen, dass Gelder von ihren rechtmäßigen Eigentümern ausgegeben werden. Private Schlüssel bleiben geheim, während öffentliche Schlüssel zur Überprüfung digitaler Signaturen verwendet werden können.
Ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer, der Shors Algorithmus ausführt, könnte theoretisch einen privaten Schlüssel aus einem offengelegten öffentlichen Schlüssel berechnen. Ein solcher Angriff würde Gelder bedrohen, die durch bestehende elliptische Kurvensignatursysteme geschützt sind.
Im März 2026 schätzten Google-Forscher ab, dass zukünftige Maschinen die 256-Bit-Elliptische-Kurven-Kryptographie mit weniger als 500.000 physischen Qubits brechen könnten. Die Forschung beinhaltete Hardware-Annahmen und Berechnungen, die nicht auf einer Maschine demonstriert wurden, die Bitcoin angreifen kann.
Die Schätzung stellte eine etwa 20-fache Reduzierung gegenüber früheren Ressourcenberechnungen dar. Die Forscher von Google entwickelten optimierte Quantenschaltkreise, die die mathematischen Operationen ausführen sollten, die erforderlich sind, um private Schlüssel aus öffentlichen Schlüsseln wiederherzustellen.
Die Arbeit erfordert jedoch noch Millionen von Quantenoperationen und zuverlässige Fehlerkorrektur. Magische Zustände werden benötigt, um einige dieser Operationen zu unterstützen, was Googles neuestes Experiment für die in seiner früheren Forschung identifizierten technischen Anforderungen relevant macht.
Der Willow-Prozessor enthält 105 physische Qubits, weit unter den in Googles Bitcoin-Sicherheitsstudie beschriebenen Ressourcen. Seine neueste Errungenschaft umfasste die Vorbereitung und Verifizierung von Quantenzuständen, nicht die Extraktion von Kryptowährungs-Privatschlüsseln.
Wie bereits in Googles beschleunigter Quantensicherheits-Zeitplan untersucht, hat das Unternehmen Organisationen aufgefordert, sich auf Post-Quanten-Kryptographie vorzubereiten, bevor leistungsfähige Maschinen verfügbar werden.
Google hat nicht angekündigt, wann seine Kultivierungsmethode in dem für praktische kryptographische Angriffe erforderlichen Maßstab funktionieren wird. Das Unternehmen räumte ein, dass technische Herausforderungen bei der Ausweitung des Experiments auf größere Systeme bestehen bleiben.
Glassnode identifiziert 6,04 Millionen BTC mit offengelegten öffentlichen Schlüsseln
Die potenzielle Bedrohung für Bitcoin hängt teilweise davon ab, ob das Ziel eines Angreifers einen öffentlich sichtbaren kryptographischen Schlüssel hat.
Das Blockchain-Analyseunternehmen Glassnode schätzte im Mai, dass etwa 6,04 Millionen BTC, was 30,2 % des damals geschürften Angebots entspricht, eine Public-Key-Exposition aufwiesen, während sie in nicht ausgegebenen Transaktionsausgaben lagen.
Die Forschung teilte exponierte Bestände in zwei Kategorien ein. Etwa 1,92 Millionen BTC wurden als strukturell exponiert eingestuft, weil ihre Adressformate öffentliche Schlüssel konstruktionsbedingt offenlegten.
Weitere 4,12 Millionen BTC galten als operativ exponiert durch Praktiken wie Adresswiederverwendung und Teilausgaben. In bestimmten Transaktionsstrukturen gibt die Ausgabe von Bitcoin einen öffentlichen Schlüssel preis, der zuvor hinter einem kryptographischen Hash verborgen war.
Die Zahlen messen die Exposition nach der Methodik von Glassnode, nicht Coins, die Quantencomputer derzeit stehlen können. Sie belegen nicht, dass alle 6,04 Millionen BTC einem Angreifer unter identischen Bedingungen zugänglich wären.
Die Ergebnisse wurden in einem früheren Bericht über Quantencomputing-Risiken für die Blockchain-Sicherheit behandelt, der europäische regulatorische Bedenken und die Konzentration von Bitcoin in potenziell anfälligen Adressen untersuchte.
Eine weitere Herausforderung betrifft Coins, deren Eigentümer möglicherweise nicht mehr über die privaten Schlüssel verfügen, die zum Verschieben erforderlich sind. Forscher haben geschätzt, dass Millionen von BTC in alten Wallets verbleiben könnten, weil ihre Eigentümer den Zugang verloren, die Konten aufgegeben haben oder die Bestände seit Jahren nicht bewegt haben.
Eine Studie von Quantus aus dem Juni schätzte, dass etwa 2,3 Millionen BTC mit gewöhnlichen Wallet-Verfahren schwer oder unmöglich migriert werden könnten.
Die Forschung, die zuvor in Warnungen über verlorene Bitcoin und zukünftige Quantenangriffe untersucht wurde, beschrieb potenzielle Risiken im Zusammenhang mit inaktiven Wallets und frühen Bitcoin-Beständen.
Diese Zahlen bleiben Schätzungen. Öffentliche Blockchain-Daten können nicht abschließend feststellen, ob der Besitzer einer inaktiven Wallet den Zugriff verloren hat oder einfach beschlossen hat, die Coins nicht auszugeben.
Coinbase schlägt Schritte zum Schutz von Bitcoin vor Quantenangriffen vor
Während Forscher die Quantenhardware weiter verbessern, untersuchen Kryptowährungsunternehmen, wie Bitcoin auf Signatursysteme umstellen könnte, die gegen Quantenangriffe resistent sind.
Am 13. Oktober veröffentlichte Coinbase Empfehlungen zur langfristigen Sicherheit von Bitcoin, einschließlich des Umgangs mit exponierten Coins, neuer Wallet-Formate und der praktischen Herausforderungen beim Ersetzen bestehender kryptografischer Signaturen.
Die Börse argumentierte, dass der Schutz von Bitcoin mehr erfordert als die Auswahl eines quantenresistenten Algorithmus. Ein erfolgreicher Übergang müsste Transaktionsgebühren, begrenzten Blockspeicher, Wallet-Kompatibilität, Verwahrungssysteme und die Fähigkeit unabhängiger Nodes zur Verifizierung von Transaktionen berücksichtigen.
Coinbase beschrieb mehrere mögliche Ansätze für Coins, die sich vor einem zukünftigen Sicherheitsupgrade nicht bewegen können. Zu den Optionen gehörten Einschränkungen für Ausgaben von gefährdeten Adressen und Wiederherstellungsmechanismen, die es rechtmäßigen Eigentümern ermöglichen könnten, betroffene Bestände zurückzuerlangen.
Die Börse präsentierte diese Möglichkeiten nicht als vereinbarte Bitcoin-Politik. Entscheidungen über inaktive Coins und potenzielle Einschränkungen würden Diskussion und Akzeptanz innerhalb der dezentralen Entwicklergemeinschaft von Bitcoin erfordern.
Für aktive Wallets befürwortete Coinbase, Nutzern zu ermöglichen, quantenresistente Optionen durch einen stufenweisen Übergang zu übernehmen. Der Vorschlag würde Entwicklern und Verwahrern Zeit geben, neue Signatursysteme zu testen, bevor bestehende Schutzmaßnahmen anfällig werden.
Einige Bitcoin-Entwickler haben bereits Änderungen durch Bitcoin Improvement Proposals vorgeschlagen, darunter BIP-360, das einen vorgeschlagenen Ausgabetyp einführt, der die Offenlegung öffentlicher Schlüssel unter bestimmten Umständen verringern soll.
Forscher haben gewarnt, dass die Migration einer großen Anzahl von Bitcoin-Transaktionen je nach gewähltem Signatursystem, Netzkapazität und Anzahl der Nutzer, die ihre Gelder bewegen, mehrere Jahre dauern könnte.
Eine separate Studie vom Juni prognostizierte, dass eine im Jahr 2026 beginnende Migration unter ihren Annahmen zwischen 2029 und 2031 abgeschlossen sein könnte. Die Berechnung bleibt bedingt, und Bitcoin hat keine netzwerkweite Frist für die Umstellung auf Post-Quanten-Signaturen genehmigt.
Googles neueste Forschung liefert ein neues experimentelles Ergebnis für die Entwicklung von Quantenhardware, während Coinbases Empfehlungen vom Oktober weiterhin zur Diskussion unter Bitcoin-Entwicklern, Forschern, Verwahrern und anderen Netzwerkteilnehmern stehen.
