Kurzfassung

  • IBM gibt an, mit 70 logischen Qubits und einer neuen Fehlerkorrekturmethode einen „vertrauenswürdigen Quantenvorteil“ demonstriert zu haben.
  • Das Experiment führte eine Berechnung durch, die über die Möglichkeiten führender klassischer Simulationsmethoden hinausgeht, und lieferte gleichzeitig statistische Belege für die Genauigkeit des Ergebnisses.
  • Die Ankündigung markiert einen weiteren Meilenstein in IBMs Quanten-Roadmap, obwohl die Hardware noch weit unter dem liegt, was als notwendig erachtet wird, um Bitcoin zu gefährden.

IBM gibt an, einen sogenannten „vertrauenswürdigen Quantenvorteil“ demonstriert zu haben, und behauptet, dass ein Quantencomputer eine Berechnung durchgeführt hat, die über die Möglichkeiten führender klassischer Simulationsmethoden hinausgeht, und gleichzeitig statistische Belege für die Genauigkeit des Ergebnisses liefert.

Laut IBM ist die Arbeit, die mit Forschern der University of Chicago durchgeführt wurde, der jüngste Meilenstein in den Bemühungen des Unternehmens, fehlertolerante Quantencomputer zu bauen. Das Experiment ändert nichts Wesentliches an der kurzfristigen Sicherheitsperspektive von Bitcoin. Dennoch trägt es zu einer wachsenden Zahl von Forschungsarbeiten bei, die darauf abzielen, eines der größten Hindernisse der Quantencomputer zu überwinden: die zuverlässige Fehlerkorrektur bei der Skalierung auf größere Systeme.

Quantenvorteil bezeichnet jeden Meilenstein, bei dem ein Quantencomputer ein praktisches Problem schneller, billiger oder effizienter löst als der bestmögliche klassische Computer.

„Wir befinden uns jetzt fest im Zeitalter des Quantenvorteils“, sagte Jay Gambetta, Direktor der IBM Research und IBM Fellow, in einer Erklärung. „Dieser Meilenstein gibt Wissenschaftlern, Entwicklern und Unternehmen eine neue Grundlage, um Quantencomputern zu vertrauen, während sie zu Problemen skalieren, die weit über das hinausgehen, was wir klassisch erreichen können.“

In seiner jüngsten Ankündigung erklärte IBM, dass Forscher 70 logische Qubits mit einer neuen Fehlerkorrekturtechnik kodiert und eine Berechnung in etwa 15 Minuten abgeschlossen haben, die nach Angaben von IBM mit heutigen führenden klassischen Simulationsmethoden unpraktikabel viel Zeit in Anspruch nehmen würde. Das Experiment führte 2.415 logische Zwei-Qubit-Operationen und 468 logische T-Gatter durch, während die logischen Fehlerraten auf etwa ein Zehntel der zugrunde liegenden physikalischen Fehlerrate reduziert wurden.

IBM sagt, dass das Experiment auch eine seit langem bestehende Kritik an Demonstrationen des Quantenvorteils adressiert: die Verifikation. Anstatt sich auf traditionelles Zufalls-Schaltkreis-Sampling zu verlassen, entwickelten die Forscher eine strukturierte Alternative, die es ermöglicht, Fehler während der Berechnung zu erkennen, während die mathematische Schwierigkeit des Problems erhalten bleibt.

„Die Verifikation bleibt eine der größten Herausforderungen, um experimentellen Quantenvorteil fest zu etablieren“, fügte Bill Fefferman, außerordentlicher Professor an der University of Chicago, hinzu. „Dieses Experiment entwickelt Techniken, um die Genauigkeit schwieriger Quantenzustände unter Rauschen besser zu charakterisieren und das Vertrauen zu erhöhen, dass der Quantencomputer ein rechnerisch schwieriges Problem löst.“

Die Ankündigung folgt auf mehrere Meilensteine, die IBM in seiner Starling Roadmap dargelegt hat. Die im letzten Juni veröffentlichte Roadmap zielt auf einen groß angelegten fehlertoleranten Quantencomputer bis 2029 ab. Die Roadmap sieht nachgewiesene Quantenvorteilsdemonstrationen vor, bevor auf modulare Prozessoren skaliert wird, und schließlich ein System, das etwa 200 logische Qubits und 100 Millionen Quantenoperationen bewältigen kann.

Im vergangenen Jahr hat IBM weiter auf diese Ziele hingearbeitet.

Im Oktober 2025 demonstrierten Forscher einen 120-Qubit-GHZ-„Katzenzustand“, gefolgt einen Monat später von der Einführung seines 120-Qubit-Nighthawk-Prozessors und des experimentellen Loon-Chips, die beide darauf ausgelegt sind, fehlertolerantes Rechnen voranzutreiben. Anfang dieses Jahres erweiterte das Unternehmen den öffentlichen Zugang zu fortschrittlicherer Quantenhardware und gab Forschern zusätzliche Zeit, Algorithmen und Fehlerkorrekturtechniken zu entwickeln.

Für Bitcoin ist das neueste Experiment besser als ein inkrementeller technischer Fortschritt in Richtung „Q-Day“ zu betrachten, denn als eine Veränderung der Bedrohungslandschaft. Bitcoin verlässt sich auf elliptische Kurvenkryptographie für digitale Signaturen, und Forscher schätzen allgemein, dass das Brechen der Verschlüsselung des Netzwerks Tausende von logischen Qubits erfordern würde, die auf einem fehlertoleranten Quantencomputer arbeiten – weit mehr als die 70 logischen Qubits, die in IBMs neuestem Experiment demonstriert wurden.