Das folgenreichste Gerät in der Kryptographie existiert noch nicht. Quanten-Speicher, so argumentiert ein Oxford-Dozent, wird entscheiden, ob Bitcoin (BTC) bricht oder durch etwas Besseres ersetzt wird.
Stefano Gogioso veröffentlichte dieses Argument am Dienstag. Er sagt, dass das Versprechen der Quantenkryptographie nun vom Bau eines einzigen Stücks Hardware abhängt.
„Die Entwicklung tragbarer langfristiger Quanten-Speicher wird einer der folgenreichsten Meilensteine der Quantentechnologie sein. Diese Geräte werden eine völlig neue Klasse von Anwendungen ermöglichen, wie etwa Quanten-Geld, die ultimative Inkarnation eines digitalen Wertspeichers.“
Gogioso, ein Dozent für Quantencomputing an der University of Oxford und Mitgründer des Quanten-Sicherheitsunternehmens Spooqy, sagte gegenüber BeInCrypto:
Der Engpass: Quanten-Geld, das nie durchkam
Ein früherer Bericht des BeInCrypto Experts Council endete mit einem ungelösten Problem. Quanten-Geld kann nicht gefälscht werden, weil Quantenzustände nicht kopiert werden können.
Doch niemand kann diese Zustände lange halten. Die besten Laborsysteme halten einen nur für Sekunden am Leben – deshalb ist die Begründung für Quanten-Geld bislang theoretisch geblieben.
Der Beitrag von Gogioso legt dar, was ein nutzbares Gerät tatsächlich bräuchte. Stabilität, gemessen in Monaten – oder idealerweise für immer. Transportierbarkeit, zuerst innerhalb einer Versandkiste und später in einer Hosentasche. Kapazität, die auf Milliarden separater Zustände hinausläuft.
Er schließt außerdem die bekanntere Idee von Quantum-RAM aus. Nichts in seinem Entwurf braucht Direktzugriff oder Überschreiben an Ort und Stelle. Die Zustände werden in der Reihenfolge dargestellt und genau einmal verbraucht.
Der Abstand zwischen Sekunden und Monaten ist das gesamte Problem.
Warum Gogioso Quanten-Speicher für unvermeidlich hält
Seine Antwort kommt in zwei Schritten, und der erste ist kategorisch.
Ein fehlertoleranter Quantencomputer muss empfindliche Zustände in großem Maßstab am Leben halten – gegen Rauschen – so lange, wie die Berechnung läuft. Genau das bedeutet Fehlertoleranz.
Wenn man das Rechnen wegnimmt, argumentiert Gogioso, bleibt eine Quanten-Speicheranlage übrig. Einen davon zu verneinen bedeutet also, das andere zu verneinen.
Die Umformulierung ist wirtschaftlich entscheidend. Milliarden Dollar sind bereits in fehlertolerante Maschinen investiert. Der Speicher sitzt in diesen Roadmaps als unvermeidlicher Schritt.
Sein zweiter Schritt betrifft die Transportierbarkeit. Maschinen, die bei kryogenen Temperaturen laufen, werden ihre Zustände noch jahrelang unten im Kühlschrank behalten.
Atombasierte Designs sind anders. Sie speichern Informationen in Eigenschaften, die die Natur bereits voneinander isoliert hält. Dadurch wird das Problem zu anspruchsvollem Engineering statt zu Physik.
Gogioso senkt außerdem die Messlatte, was die Debatte größtenteils ignoriert hat. Ein Speicher muss nicht Jahrzehnte überdauern. Eine versiegelte, nur einmal nutzbare Kassette, die in einer Einrichtung befüllt und zustandsweise verbraucht wird, würde jede Anwendung erfüllen, die er beschreibt.
Die gleiche Maschine bricht Bitcoin und baut dessen Ersatz
Wenn man dieser Argumentation in die Kryptografie folgt, ergibt sich eine unbequeme Symmetrie.
Im März arbeitete Google Quantum AI mit der Ethereum Foundation und Stanford an den Kosten, um Bitcoin anzugreifen. Das Team bezifferte die Anforderung auf weniger als 500.000 physische Qubits.
So eine Maschine funktioniert nur, wenn sie fehlertolerant ist. Und Fehlertoleranz ist nach Gogiosos eigener Definition Quanten-Speicher.
Das Fazit ist für beide Lager unbequem. Die Hardware, die die Signaturen von Bitcoin sichtbar machen würde, würde auch Quanten-Geld antreiben.
Jeder Dollar, der für Fehlertoleranz hinterherläuft, finanziert folglich beide Zukunftsrichtungen zugleich. Es gibt keine Version dieser Geschichte, in der Quantencomputer Bitcoin knacken und die Alternative unmöglich bleibt.
Gogioso und Daniela Herrmann, die CEO des Quantenunternehmens Dynex, machten oben im Panel den breiteren Fall geltend.
Warum eine gestohlene Sendung nicht weiter von Bedeutung wäre
Das Sicherheitsmodell hinter all dem kehrt eine alte Annahme um.
Klassisches Schlüsselmaterial ist auf dem Transport gefährlich. Wer es kopiert, besitzt es dann – und hinterlässt keine Spur davon, dass er es getan hat.
Ein verschränktes Paar trägt im Speicher überhaupt keine Information. Die Zufälligkeit, die zum Schlüssel wird, entsteht erst zum Zeitpunkt der Messung.
Eine entführte Kiste würde folglich einen Lieferanten seinen Bestand kosten – statt seiner Geheimnisse. Gogioso schreibt, dass das Schlimmste, was ein korrumpierter Lieferant liefern kann, ein Tank voller nutzlosen Gases ist.
Eine zweite Folge ist seltsamer. Diese Ressourcen brennen ab. Ein Schlüssel verbraucht verschränkte Paare, und ein Bankzettel wird über seine eigenen Verifikationen hinweg ausgegeben.
Gogioso nennt den Effekt Kryptografie durch Verbrennung. So gebautes Geld würde mit einer Tankanzeige ankommen.
Q-Day hat einen Kalender. Quanten-Geld nicht.
Die zwei Hälften dieser Geschichte bewegen sich mit völlig unterschiedlichen Geschwindigkeiten.
Auf der Angriffsseite sind voller Daten. IBM erwartet, dass Quantencomputing seine Gewinne bis 2028 oder 2029 verlagern wird. Hongkong hat seinen Banken eine Frist für Quantenbereitschaft bis 2030 gesetzt.
Das National Institute of Standards and Technology plant, aktuelle elliptische-Kurven-Signaturen bis 2030 zurückzuziehen. Bis 2035 würde es sie vollständig verbieten.
Auf der Ersetzungsseite gibt es keinerlei Kalender. Gogioso weigert sich, einen zu liefern. In seinem Beitrag geht es um die Unausweichlichkeit der Ressource, nicht um die Unmittelbarkeit eines Produkts.
Er war im Panel vorausblickender und deutete an, dass in fünf bis sieben Jahren Anwendungen möglich sein könnten, die nachweislich unmöglich sind. Diese Schätzung umfasste Quantenressourcen allgemein – nicht einen Speicher, der klein genug für eine Geldbörse wäre.
Herrmann zog während der Diskussion dieselbe Grenze.
„Quanten-Geld ist die Vision, sobald das alles erst einmal ausgespielt ist. Im Moment ist Quanten-Geld als solches noch nicht verfügbar. Aber sobald die Chips vorankommen, müssen mit diesen Dingen dann wirklich verantwortungsvoll umgegangen werden.“
Was das Argument offen lässt
Zwei Fragen überleben das.
Irgendjemand muss die Speicher trotzdem befüllen. Das bedeutet, dass innerhalb eines Systems, das mit dem Hinweis beworben wird, es habe keinen Verwahrer, ein Herausgeber vorhanden sein muss.
Ein Inhaberpapiersinstrument ohne Hauptbuch hat auch keine Rückerstattung. Eine Notiz, die verloren geht, gestohlen wird oder einfach vor sich hin verfällt, nimmt ihren Wert mit.
Die Branche baut die Maschine ohnehin. Sie hat noch nicht entschieden, welche der beiden Dinge sie tatsächlich will.