IBMs 120-Qubit-Durchbruch verschärft die Quantenbedrohung für die Bitcoin-Verschlüsselung

IBM hat einen Durchbruch erzielt, der die Befürchtungen erneuert hat, dass die Technologie die Kryptografie – die Technologie, die Bitcoin und den größten Teil der digitalen Welt sichert – bald brechen könnte. Die Studie der IBM-Forscher „Big Cats: Entanglement in 120 Qubits and Beyond“ zeigte, dass es ihnen gelang, 120 Quantenbits in ein einziges kohärentes System zu verschränken, was den größten und stabilsten multipartiten Quantenzustand darstellt, der je aufgezeichnet wurde.  

Der Erfolg der IBM-Forscher ist ein weiterer Schritt hin zu fehlertoleranten Quantencomputern, die Algorithmen ausführen könnten, die stark genug sind, um die mathematischen Grundlagen der modernen Verschlüsselung zu brechen. Die Forscher zielen darauf ab, einen großen verschränkten Ressourcen-Zustand auf einem Quantencomputer zu erzeugen, indem sie eine Schaltung mit unterdrücktem Rauschen verwenden.

Laut IBM-Forschern werden Techniken aus der Graphentheorie, Stabilisatorgruppen und der Schaltungsberechnung eingesetzt, um dieses Ziel zu erreichen.

IBM erreicht vollständige Verschränkung von 120 Qubits, bestätigt durch Direct Fidelity Estimation

Basierend auf a Studie Von IBM-Forschern wurde im neuesten Experiment eine Treuescore (Fidelity) von 0,56 erreicht, was die Schwelle von 0,5 überschreitet und bestätigt die gesamte Verschränkung über alle Qubits hinweg. Das bedeutet, dass jedes Qubit in IBMs supraleitender Schaltung als ein einheitliches Quantensystem reagierte.

Die Forscher verwendeten Direct Fidelity Estimation, um die Ergebnisse zu verifizieren. Die Verifikationsmethode ist ein statistischer Shortcut, der Teilmengen der messbaren Eigenschaften eines Zustands abtastet, um die Kohärenz zu bestätigen, da die Simulation aller 120 Qubits länger dauern würde als das Alter des Universums. 

Wir haben gerade 120 Qubits verschränkt – den größten jemals auf einem Quantencomputer erreichten verschränkten Zustand.

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— Jay Gambetta (@jaygambetta) Oktober 29, 2025

Die Ankündigung folgt Forschung von Craig Gidney, Quanten-AI-Forscher bei Google, der enthüllte, dass das Brechen der weit verbreiteten RSA-Verschlüsselung, die in Krypto-Wallets, TLS-Verbindungen und digitalen Zertifikaten verwendet wird, 20-mal weniger Qubits erfordern könnte als zuvor geschätzt. 

Gidney merkte in seinem Forschungsbericht an, dass ein 2048-Bit-RSA-Schlüssel mit weniger als einer Million fehleranfälliger Qubits in weniger als einer Woche entschlüsselt werden könnte. Das ist weniger als die 20 Millionen Qubits, die er in einer Studie aus dem Jahr 2019 geschätzt hatte.

Obwohl die Bitcoin-Blockchain elliptische Kurven-Kryptografie (ECC) und nicht RSA nutzt, stellen die neuesten Entwicklungen in Quantenalgorithmen, wie Shors Algorithmus, eine Bedrohung für die ECC-Verschlüsselungsmethode dar.

David Carvalho, CEO von Naoris Protocol, bemerkte betonte, dass heutige Quantencomputer zwar noch nicht stark genug sind, um ECC zu knacken, die neuesten Entwicklungen jedoch den Zeitplan verkürzt haben.

Er fügte hinzu, dass regierungsnahe Agenturen und Cyberkriminelle bereits verschlüsselte Blockchain-Daten mit der „Jetzt speichern, später entschlüsseln“-Taktik sammeln. Sie könnten warten, bis sich die Quantencomputer-Hardware weiterentwickelt hat, um Jahre an Transaktionsverlauf in nur wenigen Minuten zu decodieren und Wallets still abzusaugen, ohne eine Warnung auszulösen.

Ethereum und Algorand im Wettlauf um den Aufbau post-quanten-kryptografischer Verschlüsselung 

IBM’s neuester Erfolg bestand darin, Greenberg-Horne-Zeilinger-(GHZ)-Zustände zu nutzen, die nach Schrödingers Gedankenexperiment auch „Katzenzustände“ genannt wurden. In GHZ-Zuständen befindet sich jedes Qubit in einer Superposition aus Null und Eins, was sie sehr empfindlich und schwer zu stabilisieren macht. 

Die IBM-Forscher nutzten supraleitende Schaltkreise und einen adaptiven Compiler, um Operationen auf die am wenigsten rauschanfälligen Bereiche des Chips abzubilden. Laut der Studie verwendeten die Forscher einen temporären Rechenprozess, der Qubits, die ihre Rolle erfüllt haben, vorübergehend entwirrt. Dies stabilisiert die Qubits, bevor sie später in der Berechnung wieder verbunden werden. Diese Strategie reduzierte das Gesamtrauschen des Systems und ermöglichte es den Forschern, auf 120 vollständig verschränkte Qubits zu skalieren.

Bislang gilt die auf elliptischen Kurven basierende Verschlüsselung der Bitcoin-Blockchain als sicher gegenüber aktuellen Computern, könnte jedoch anfällig für Quantenangriffe werden, die diskrete Logarithmusprobleme in großem Maßstab lösen könnten. Es bleibt unklar, da noch keine Firma das für einen echten kryptografischen Angriff erforderliche Million-Qubit-System mit Fehlerkorrektur erreicht hat.

IBM’s fortschrittlichster Chip, Condor, hat ungefähr 1100 Qubits. 

Blockchain-Entwickler und Regierungen sind der Forschung auf dem Gebiet der Post-Quanten-Kryptografie bereits einen Schritt voraus. Das Forschung zielt darauf ab, anfällige Verschlüsselungsmethoden wie RSA und ECC zu ersetzen. Das US National Institute of Standards and Technology (NIST) hat den Bitcoin Quantum Core 0.2-Standard für Quantenverschlüsselung festgelegt.

Auch die Ethereum- und Algorand-Blockchains haben begonnen, hybride oder gitterbasierte kryptografische Modelle zu erforschen.