Jahrelang klang die Vorstellung, ein Quantencomputer könnte Bitcoin knacken, nach einem Problem für die ferne Zukunft. Nun hat IonQ eine Zahl dafür genannt: etwa 26 Tage.
Das Unternehmen hat einen künftigen Quantencomputer mit knapp 20.000 Qubits modelliert, der versuchen könnte, die zur Verifizierung von Bitcoin-Transaktionen eingesetzte Sicherheit zu knacken.
Eine Maschine, die leistungsfähig genug dafür wäre, existiert heute nicht. Die Studie vermittelt jedoch eine klarere Vorstellung davon, was für einen Angriff erforderlich sein könnte. Die Sorge geht zudem über Bitcoin hinaus, da ähnliche Sicherheitsverfahren Software, Websites und vernetzte Geräte schützen.
IonQ bildet einen Quantenangriff bis auf die Hardwareebene ab
IonQ erklärte, seine Forscher hätten die erste vollständig kompilierte End-to-End-Ressourcenschätzung für die Ausführung von Shors Algorithmus gegen secp256k1 erstellt. Die Berechnung basiert auf der Ionenfallen-Architektur Walking Cat und berücksichtigt den Algorithmus, den Compiler, das Hardware-Layout und die Fehlerkorrekturschicht, anstatt bei einer groben Qubit-Schätzung stehen zu bleiben.
Das Modell sieht 19.397 physische Qubits und 1.457 logische Qubits sowie etwa 39 Millionen logische Toffoli-Gatter vor. The Quantum Insider berichtete, dass die geschätzte Laufzeit von 25,7 Tagen für jeden Versuch gilt – ein wichtiger Unterschied zu der Aussage, Bitcoin könne einfach nach einem festen Countdown von 26 Tagen geknackt werden.
Interesting Engineering wies ebenfalls darauf hin, dass die Gesamtzahl der physischen Qubits die für die Berechnung mit Quantenfehlerkorrektur benötigte Hardware einschließt. Damit ist die Schätzung anspruchsvoller, als einfach 20.000 unverarbeitete Qubits zusammenzustellen.
Was eWeek herausgefunden hat
IonQ hat modelliert, wie lange ein einzelner Versuch auf einem künftigen fehlertoleranten Quantencomputer mit knapp 20.000 physischen Qubits dauern könnte. Kein heute verfügbarer Quantencomputer kann den in der Studie beschriebenen Angriff ausführen.
Eine einfachere Lesart von IonQs Zahlen lautet:
IonQs Schätzung | Was das für Leser bedeutet |
| 25,7 Tage | Ein modellierter Versuch, das mathematische Problem hinter einer Bitcoin-Signatur zu knacken |
| 19.397 physische Qubits | Die Größe des fehlertoleranten Quantencomputers, der laut IonQ erforderlich wäre |
| 1.457 logische Qubits | Die tatsächlich für die Ausführung des Angriffs eingesetzte fehlerkorrigierte Rechenleistung |
| 40,7 % bis 63,3 % Erfolgswahrscheinlichkeit | Ein 26-tägiger Versuch wäre nicht zwangsläufig beim ersten Anlauf erfolgreich |
| Um 2028 laut IonQs Roadmap | IonQ erwartet, Systeme in der Nähe dieser Größenordnung zu bauen. Dies ist jedoch keine Frist dafür, dass Bitcoin verwundbar wird |
Die Erfolgswahrscheinlichkeit ist eine wichtige Einschränkung. IonQ berechnete eine strenge Untergrenze von 40,7 % für einen einzelnen Versuch und schätzte, dass sie unter zusätzlichen mathematischen Annahmen etwa 63,3 % erreichen könnte. Selbst auf der im Konzept beschriebenen Maschine würde „26 Tage“ also nicht bedeuten, dass Bitcoin nach exakt 26 Tagen garantiert geknackt wäre.
IonQ erklärte außerdem, dass Systeme mit den relevanten Fähigkeiten laut seiner Hardware-Roadmap um 2028 herum realisierbar seien. Dieses Datum sollte nicht als Vorhersage verstanden werden, dass Bitcoin 2028 verwundbar wird. Eine bestimmte Qubit-Anzahl zu erreichen, ist nur ein Teil beim Bau eines Quantencomputers der in der Lage ist, eine Berechnung dieser Größenordnung zuverlässig auszuführen.
Warum das Risiko über Bitcoin hinausgeht
Bitcoin ist das am leichtesten erkennbare Beispiel, doch IonQs Forschung deutet auf ein weitaus umfassenderes Sicherheitsproblem hin. Dieselbe Familie elliptischer-Kurven-Kryptografie wird verwendet, um nachzuweisen, dass Software, Geräte, Websites und andere digitale Systeme tatsächlich das sind, was sie vorgeben zu sein.
Digitale Signaturen können beispielsweise dabei helfen zu überprüfen, ob ein Software-Update von einem vertrauenswürdigen Entwickler stammt, ob ein Gerät zum Verbinden mit einem Netzwerk autorisiert ist oder ob ein digitales Zertifikat der richtigen Organisation gehört. Ein ausreichend leistungsfähiger Quantencomputer könnte einige dieser Schutzmechanismen letztlich untergraben – und nicht nur Signaturen von Kryptowährungen.
IonQ verwies insbesondere auf Codesignierung, digitale Zertifikate, Geräteidentitäten und langlebige Vertrauensanker als Bereiche, denen ähnliche Risiken drohen könnten.
Es gibt bereits einen Ersatz. NIST hat quantenresistente Algorithmen für digitale Signaturen standardisiert, darunter ML-DSA und SLH-DSA, und fordert Organisationen auf, damit zu beginnen, sich von Kryptografie zu lösen, die künftig möglicherweise für Quantenangriffe anfällig wäre.
Bitcoin ist nicht unmittelbar gefährdet, doch IonQs Studie liefert Unternehmen einen Grund, die Sicherheitsverfahren zu überprüfen, auf die sie sich heute noch verlassen. Falls künftige Quantencomputer einige dieser Schutzmechanismen knacken können, müssen Unternehmen wissen, welche Systeme betroffen sind und wie einfach sie sich aktualisieren lassen.
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