Veröffentlicht: 19.07.2017

Bitcoin Quantencomputer – Ist Bitcoin verwundbar durch Quantencomputing?

Bitcoin Quantencomputer

Einleitung

Die Antwort lautet: Ja, denn alle auf Kryptografie basierenden Systeme könnten durch die Möglichkeiten eines Quantencomputers obsolet (überflüssig, überholt) werden. Inzwischen soll es leistungsfähige Quantencomputer geben (Stand: Sommer 2017). Nun gehts los zum Thema Bitcoin Quantencomputer:

Wie funktioniert Bitcoin Quantencomputer?

Entsprechende Rechner basieren auf der Quantenmechanik. Diese berechnet Eigenschaften von Stoffen auf atomarer Ebene, sie hebelt damit die klassischen physikalischen Gesetze und damit auch einige Grundlagen der Informatik teilweise aus. Quantenmechanische Prinzipien können typische Probleme der Informatik lösen, darunter die Suche in sehr großen Datenbanken und das Zerlegen sehr großer Zahlen. Klassische Computer können das zwar auch, benötigen dafür aber extrem viel Rechenleistung und brauchen sehr lange.

Mit Quantencomputern lassen sich daher die mathematischen Problemstellungen, auf denen eine Kryptowährung basiert, relativ leicht lösen. Kryptografische Verfahren hätten damit nicht mehr denselben Effekt wie gegenwärtig. Nun sind Quantencomputer noch nicht verbreitet, erste Modelle gab es erst in den 2000er Jahren. Erst 2015 hatte die NASA gemeinsam mit Google einen praktikablen Quanten-PC von D-Wave Systems vorgestellt. Dieser hat es allerdings in sich: Er löst mathematische Aufgaben in einer Relation von 1:100.000.000 mal schneller als ein konventioneller Rechner. Hierfür kommt ein supraleitender Prozessor mit über 1.000 Qubits zum Einsatz, der mit 15 mK sehr kalt sein muss.

Ein Qubit ist die Einheit für die Leistung eines Quantencomputers, es wäre ist Äquivalent zum bekannten Bit der klassischen Digitaltechnik. 1.000 Qubits sind sehr viel, was schon an der schieren Rechenkraft dieses Quantencomputers ersichtlich ist. Zum Vergleich: Die ersten Quantencomputer, die es ab 2001 gab, leisteten bestenfalls zwei Qubits. Die Entwicklung schreitet also sehr schnell voran.

Was wird aus dem Bitcoin durch Quantencomputing?

Zunächst einmal stellt sich die Frage, wann Quantencomputer klein und günstig genug für kommerzielle Anwendungen sein werden. Das dürfte noch eine Weile dauern, aber sicher nicht mehr über 100 Jahre: So lange könnte es noch dauern, bis nach dem gegenwärtigen Stand der Technik die letzten Bitcoins geschürft werden.

Wenn nun Quantenrechner zur unmittelbaren Gefahr für die Kryptografie werden, auf denen das Bitcoin-Mining basiert, müsste das entsprechende Protokoll durch post-quante Algorithmen verbessert werden. Diese Verbesserung hätte für das Krypto-Währungssystem eine enorme Bedeutung, denn nicht nur durch Bitcoins, sondern auch durch andere Kryptowährungen existieren heute schon Milliardenwerte. Die Inhaber dieser Werte sind an deren Erhalt sehr stark interessiert. Die Mining-Industrie ist es ebenfalls, weshalb schon gegenwärtig Entwickler an solchen Algorithmen arbeiten. Im nächsten Absatz geht es um die Entwicklungsgeschwindigkeit beim Thema Bitcoin Quantencomputer.

Wie schnell wird sich das Quantencomputing entwickeln?

Diese Fragestellung schließt sich an die bisherigen Ausführungen logisch an, sie heißt übersetzt: Ist der Bitcoin zu retten? Schließlich basiert er darauf, dass das Mining durch einen komplizierten Algorithmus aufwendig ist, die generierten Kryptomünzen aber auch nicht zu fälschen sind. Ob das so bleibt, wenn in jeder Wohnstube ein Quantencomputer steht, darf zumindest hinterfragt werden.

Dass die Entwicklung hin zu Quantencomputern geht, steht außer Frage. Sie gelten als Hoffnungsträger für die meisten technologischen Herausforderungen der Zukunft. Die konventionelle Architektur der digitalen Chips stößt absolut an ihre Wachstumsgrenzen: Der Raum wird einfach zu klein für die vielen Mikroprozessoren, die immer mehr Leistung bringen sollen. Das Moore’sche Gesetz besagt aber, dass Prozessoren spätesten nach 24 Monaten ihre Leistungsfähigkeit verdoppelt haben, dieses Gesetz ist bis heute (2017) gültig. Der Schritt hin zu Quantencomputern wäre daher nur logisch: Damit behielte Gordon Earle Moore mit der von ihm schon 1965 postulierten Gesetzmäßigkeit recht.

Noch wissen nur wenige Physiker und Informatiker auf der Welt, wie so ein Quantencomputer überhaupt funktioniert. Doch das wird sich ändern, denn eine Technologie, die unsere Rechner schneller macht, lässt sich nicht aufhalten und auch nicht ewig verstecken. Noch stehen die Quantencomputer am Beginn ihrer Entwicklung, auch der Google-NASA-Quantenrechner gilt nur als wissenschaftlicher, aber nicht praktisch nützlicher Meilenstein. Google testet den Quantencomputer nun schon seit einigen Jahren, es gibt hierfür beim Technologiekonzern ein spezielles Quantum AI Lab.

Dessen Leiter Hartmut Neven bestätigt die physikalische Grundlage, der Rechner arbeitet wirklich auf Quantenbasis und erreichte die oben geschilderte gigantische Rechenleistung. Manche Aufgaben löst er in einer Sekunde, für die ein herkömmlicher Rechner 10.000 Jahre benötigen würde. Doch Sorgen um den Bitcoin müssen wir uns wohl noch nicht machen. Gegenwärtig kann auch der schon existierende Quantencomputer die Hash-Funktionen des Bitcoin-Minings wie SHA-256 noch nicht knacken. Ehe es so weit ist, dürften die Krypto-Entwickler auf bessere, quantensichere Algorithmen gestoßen sein – Mathematik schlüge in diesem Fall Technologie.

Wir sind gespannt wie das Thema Bitcoin Quantencomputer weiter geht und halten Sie auf dem Laufenden.

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1 Kommentar

  • Avatar Alexander Zojer schreibt:

    Bereits jetzt sagen Trend- und Zukunftsforscher ein exponentielles Wachstum vorher. Deshalb ist davon auszugehen, dass sich sowohl die Entwicklung des Quantencomputers, als auch die Verschlüsselungstechnik der Blockchain schneller als erwartet entwickeln wird. In weniger als einem Jahr wird es unter 100$ kosten einen persönlichen DNA-Strang vollends zu entschlüsseln und Rückschlüsse auf Erbkrankheiten geben zu können. Somit wird es jedem selbst überlassen sein, ob er dieses schnelle Wachstum als Chance oder als Hindernis betrachtet. Wir sehen Kryptowährungen als DIE Zahlungsmethode für die mittelfristige Zukunft. Unsere Kinder werden uns in 5 Jahren fragen, warum wir so aufwändig mit Bargeld hantiert haben.

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