Google Quantum – Durchbruch beeinflusst PoS-Algorithmen

Einsatz von Google Quantum zur Optimierung von PoS-Algorithmen

Der Technologiekonzern Alphabet fokussiert die Entwicklung von Quantencomputern. Jüngst erzielte der Konzern einen weiteren Durchbruch beim Projekt Google Quantum. Nichtsdestotrotz merken Kritiker weiterhin an, dass die hohe Rechenleistung keine realen Anwendungsfälle unterstützt. Dementsprechend seien Demonstrationen der Technologie aus Sicht der Kritiker kein wahrer Anwendungsfall für die Technologie. Entgegen der Meinung zahlreicher Kritiker besitzt die Technologie allerdings einen Anwendungsfall im Bereich der Distributed-Ledger-Technologien.

Wie Alphabets Bemühungen bei Google Quantum die DLT fördern

Ein am 23. Oktober veröffentlichter Artikel der Fortune Media IP Limited verdeutlicht einen möglichen Anwendungsfall für die von Alphabet entwickelte Technologie Google Quantum. Bei Google Quantum handelt es sich um ein Projekt aus dem Bereich des Quantencomputings.

Dabei muss sich die Technologie zahlreicher Kritik stellen, denn aus Sicht der Kritiker gäbe es kaum realistische Anwendungsfälle zum Einsatz eines Quantencomputers. Obwohl die Technologie im Vergleich zu konventionellen Computern ein Vielfaches der Leistung bietet, sei ein Einsatz in der Realwirtschaft aktuell nicht möglich.

Allerdings eröffnen eben die Distributed Ledger Technologien (DLT) den Einsatz der Technologie. Im Gegensatz zu Andrew Yang, ein Präsidentschaftskandidat der US-amerikanischen Demokraten, erwartet etwa die Dechiffrierung der Bitcoin Blockchain. Allerdings sei ein entsprechender Anwendungsfall unter aktuellen Bedingungen nicht realisierbar und dürfte noch mindestens ein Jahrzehnt benötigen. Vielmehr liegt der Fokus auf Kryptowährungen, welche einen Proof-of-Stake-Algorithmus (PoS-Algorithmus) verwenden.

Google Quantum kann PoS-Algorithmen optimieren

Dementsprechend sind PoS-Algorithmen ein besonderer Anwendungsfall zum Einsatz der Technologie. Grundsätzlich finden diese Algorithmen vermehrt Anwendung, um verschiedene Digitalwährungen abzusichern. Dabei greift ein PoS-Algorithmus zufällig auf verschiedene Nodes im Netzwerk zurück, um die Validierung von Transaktionen im Netzwerk zu gewährleisten.

Bereits heute setzen verschiedene Kryptowährungen wie NEO, Dash, EOS und Tezos auf die Proof-of-Stake-Technologie. Außerdem haben die Ethereum-Entwickler bereits mehrfach die Einführung dieser Algorithmen zur Transaktionsvalidierung diskutiert.

Nichtsdestotrotz stellt sich auch bei diesem Ansatz die Frage, wie sich die zufällige Auswahl von verschiedenen Knoten gewährleisten lässt. Zudem besteht das latente Problem, dass sich Angreifer eine privilegierte Position sichern und somit Belohnungen erhalten.

Ein Quantentheoretiker der University of Texas, Scott Aaronson, sieht eine Antwort auf diese Herausforderungen im Quantencomputer. Demnach könnte eine Technologie wie Goolge Quantum dazu beitragen, dass die Auswahl der Nodes komplett auf einem Zufallsprinzip basiert.

Aaronson identifiziert Blockchain als Anwendungsfall für das Quantencomputing

Grundsätzlich spricht sich Aaronson für den Einsatz des Quantencomputings im Bereich der Distributed Ledger Technologien aus. Demnach ließe sich der reine Zufallsfall ausschließlich durch unmittelbare mathematische Berechnungen sicherstellen.

„Das ist etwas, von dem ich nie gedacht habe, dass ich es in meiner Karriere mache.“ – Scott Aaronson über die Entwicklung des Quantencomputings

Allerdings ist nicht jeder davon überzeugt, dass ein solcher Anwendungsfall Kritiker von der Quantentechnologie überzeugt. Dementsprechend merkt Greg Kuperberg, Mathematiker an der University of California, an, dass dieser Anwendungsfall interessant sei. Nichtsdestotrotz würde die Entwicklung nicht den generierten Nutzen rechtfertigen. Dabei vergleich Kuperberg den Einsatz der Technologie mit dem Kauf einer Markenuhr zur Anzeige der Zeit. Demnach müsse ein bestehendes Problem nicht mit einer so ausgefallenen Technologie gelöst werden.

Nichtsdestotrotz sind Zufallszahlen für die Computersicherheit von äußerster Relevanz. Demnach basiert die digitale Privatsphäre auf diesem Ansatz und bedarf einer weiteren Erforschung für zukünftige Geschäftsmodelle.

Insbesondere das steigende Maß an Cyberkriminalität verdeutlicht die Relevanz der weiteren Forschung. Vor allem bei der Transaktion größerer Geldsummen bietet ein solcher Ansatz im Vergleich zu den etablierten Lösungen einen signifikanten Vorteil.

Fazit: Die Quantentechnologie kann die Sicherheit im Finanzsektor steigern

Zusammenfassend zeigt sich, dass die Quantentechnologie durchaus das Potenzial zur Optimierung der PoS-Algorithmen besitzt. Dabei verdeutlicht Aaronson, dass ein Quantencomputer die zufällige Auswahl einer Node gewährleisten kann. Dementsprechend sinkt das allgemeine Manipulationsrisiko im gesamten Netzwerk.

Nichtsdestotrotz stößt auch ein solcher Ansatz auf Gegenwehr. Demnach sei die Validierung von Transaktionen durch den Einsatz einer quantenbasierten Berechnung zwar sicherer, zeitgleich aber auch zu komplex für den avisierten Einsatz. Allerdings könnte ein steigendes Transaktionsvolumen die Wahrscheinlichkeit für den Einsatz der Quantentechnologie im Allgemeinen fördern, da auf diese Weise die Manipulationsgefahr sinkt.

Ich finde das Projekt Google Quantum durchaus interessant. Vor allem die jüngsten Erfolge bei der Forschung zeigen, dass das Projekt aussichtsreich ist und bestehende IT-Systeme um ein Vielfaches hinsichtlich der Leistungsfähigkeit überragt. Nichtsdestotrotz sind Use Cases zur Anwendung der Technologie noch immer Mangelware. Den von Aaronson veröffentlichten Vorschlag sehe ich als interessant, jedoch aus heutiger Sicht auch aufwendig an. Langfristig kann ich mir einen Einsatz der Technologie aber durchaus vorstellen – insbesondere sobald die PoS-Algorithmen zur Validierung großer Transaktionsvolumina dienen.

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