Quantencomputer vs. Apple Silicon – wo liegen die Unterschiede? (Sponsor)

Als ich vom Intel-MacBook Pro zum M1 Max MacBook Pro gewechselt bin, wurde mir schlagartig klar: Wir spielen mit Apple Silicon in einer völlig neuen Liga. Die Performance ist beeindruckend, der Stromverbrauch minimal. Selbst jetzt, wo gerade der M5 erschienen ist, bin ich mit meinem M1 Max immer noch mehr als zufrieden.

Aber dann stolperte ich über die Nachrichten zu Googles Quantenchip "Willow" und dachte mir: Moment mal, wie verhält sich mein M1 Max eigentlich zu diesen Quantenrechnern? Und noch wichtiger: Können diese Maschinen wirklich alle Verschlüsselungen knacken, die meinen Mac und meine Daten schützen?

Die kurze Antwort: Quantencomputer und Apple Silicon sind so grundverschieden, dass ein Vergleich fast schon absurd wirkt. Trotzdem lohnt sich der Blick, denn die Unterschiede zeigen nicht nur, wie genial Apple Silicon konstruiert ist, sondern auch, warum Quantencomputer gleichzeitig faszinierend und beängstigend sind.

Bits gegen Qubits: Zwei völlig verschiedene Welten

Wie Apple Silicon rechnet

Euer M1, M2, M3, M4 oder M5 Mac basiert auf Milliarden winziger elektronischer Schalter, den sogenannten Transistoren. Der M1 Max in meinem MacBook Pro hat 57 Milliarden davon. Diese Schalter sind unfassbar klein, im 3nm-Verfahren gefertigt. Das bedeutet: Die Strukturen sind etwa 10.000 Mal dünner als ein menschliches Haar.

Jeder Transistor kann genau zwei Zustände einnehmen: Strom fließt (1) oder Strom fließt nicht (0). Das ist ein Bit. Um komplexere Berechnungen durchzuführen, kombiniert Apple Milliarden dieser Bits. Die Besonderheit bei Apple: CPU, GPU und Neural Engine (das ist der KI-Teil des Chips) greifen alle auf denselben Arbeitsspeicher zu. Bei normalen Computern müssen Daten ständig zwischen verschiedenen Speicherbereichen hin- und herkopiert werden. Das kostet Zeit und Energie.

Wie Quantencomputer rechnen

Quantencomputer funktionieren völlig anders. Sie nutzen sogenannte Qubits. Ein Qubit kann nicht nur 0 oder 1 sein, sondern beides gleichzeitig. Stellt euch eine Münze vor, die ihr werft: Während sie in der Luft rotiert, ist sie weder Kopf noch Zahl, sondern irgendwie beides gleichzeitig. Erst wenn sie landet, zeigt sie ein eindeutiges Ergebnis.

Googles Quantenchip "Willow" hat 105 solcher Qubits. Sie bestehen aus speziellen Materialien, die nur bei extremer Kälte funktionieren. Wir reden hier von fast -273°C, das ist so kalt, dass Atome fast komplett aufhören, sich zu bewegen. Bei dieser Temperatur zeigen die Materialien verrückte quantenmechanische Effekte, die sich für Berechnungen nutzen lassen.

Noch spannender wird's mit der sogenannten Verschränkung: Mehrere Qubits können so miteinander verbunden werden, dass die Änderung eines Qubits sofort alle anderen beeinflusst. Einstein nannte das "spukhafte Fernwirkung", weil es so absurd klingt. Aber genau diese Effekte machen Quantencomputer so mächtig.

Der unmögliche Vergleich: M4 gegen Google Willow

Lasst uns trotzdem mal die wichtigsten Specs nebeneinanderlegen:

Apple M4 (MacBook Air 2025):

• 28 Milliarden Transistoren
• 10 Rechenkerne, 10 Grafikkerne
• Stromverbrauch: ca. 15 Watt (wie eine Energiesparlampe)
• Betriebstemperatur: Raumtemperatur
• Preis: ab 1.199 Euro (komplettes MacBook Air)

Google Willow (Quantenchip 2024):

• 105 Qubits (Google Quantum AI)
• Betriebstemperatur: ca. -273°C
• Stromverbrauch: Mehrere Megawatt (wie 10.000 Haushalte)
• Größe: Über 2,50 Meter hoch (gesamtes System)
• Preis: Nicht käuflich, Forschungsprojekt

Der Witz dabei: Willow kann eine hochspezialisierte Rechenaufgabe in 200 Sekunden lösen, für die ein normaler Supercomputer theoretisch Jahre bräuchte. Aber gleichzeitig kann Willow nicht mal eine E-Mail verschicken oder ein YouTube-Video abspielen. Das sind Dinge, die euer MacBook Air nebenbei erledigt, während ihr einen Kaffee trinkt.

Quantenüberlegenheit: Der umstrittene Meilenstein

2019 verkündete Google eine beeindruckende Entwicklung in der Quantencomputer-Entwicklung: Ihr 53-Qubit-Prozessor "Sycamore" löste eine spezielle Rechenaufgabe in 200 Sekunden. Für diese Aufgabe hätte der schnellste normale Supercomputer angeblich 10.000 Jahre gebraucht. Google nannte das "Quantum Supremacy", also Quantenüberlegenheit.

Allerdings war dieser Meilenstein umstritten: IBM zeigte, dass ein schlauer programmierter klassischer Supercomputer dieselbe Aufgabe in etwa 2,5 Tagen hätte lösen können. Inzwischen, 2025, haben moderne Grafikkarten-Cluster die Berechnung sogar schneller geschafft als Sycamore. 86 Sekunden auf 1.432 NVIDIA-Grafikchips (National University of Defense Technology).

Der eigentliche Knaller kam später: Googles "Willow"-Chip (2024) erreichte eine 13.000-fache Beschleunigung und konnte erstmals die Fehlerrate drastisch senken (Science Media Center Deutschland). Chinas "Zuchongzhi 3.0" (2025) behauptet sogar noch größere Fortschritte. Die University of Science and Technology of China (USTC) spricht von einem millionenfachen Geschwindigkeitsvorteil gegenüber Googles Willow.

Diese Entwicklungen zeigen: Wir erleben gerade die ersten echten Durchbrüche im Quantencomputing. Allerdings werden noch Jahre vergehen, bis praktische Anwendungen möglich sind.

Was können Quantencomputer wirklich?

Quantencomputer sind keine besseren Computer, sondern völlig andere Computer. Sie können nur sehr spezifische Aufgaben lösen, aber die dafür spektakulär schnell.

Wo Quantencomputer brillieren

• Primzahlzerlegung: Stellt euch vor, ihr bekommt die Zahl 5.674.834.903.992.101.044.930.348.784.563 und sollt herausfinden, welche Primzahlen multipliziert diese Zahl ergeben. Primzahlen sind Zahlen, die nur durch sich selbst und 1 teilbar sind, wie 2, 3, 5, 7, 11 und so weiter. Bei so großen Zahlen würde selbst ein Supercomputer ewig rechnen. Ein Quantencomputer könnte das theoretisch in Sekunden schaffen. Das ist deshalb wichtig, weil genau auf dieser Schwierigkeit die RSA-Verschlüsselung basiert, die im Internet millionenfach für sichere Verbindungen eingesetzt wird.
• Datenbank-Suche: Stellt euch eine riesige, unsortierte Telefonbuch-Datenbank vor. Ein normaler Computer muss jeden Eintrag nacheinander durchgehen. Ein Quantencomputer kann durch seine Spezialfähigkeiten alle Einträge quasi gleichzeitig "anschauen" und das richtige Ergebnis deutlich schneller finden.
• Molekül-Simulation: Moleküle und Atome verhalten sich nach den Regeln der Quantenmechanik. Ein normaler Computer kann das nur mühsam nachrechnen. Ein Quantencomputer kann diese winzigen Teilchen direkt nachbilden. Das könnte bei der Entwicklung neuer Medikamente revolutionär sein.
• Finanzoptimierung: Große Banken wie JPMorgan Chase testen bereits Quantenalgorithmen für komplexe Berechnungen. Zusammen mit dem Argonne National Laboratory arbeiten sie daran, riesige Anlageportfolios zu optimieren. Auch die Deutsche Börse testet mit dem Frankfurter Startup JoS QUANTUM, wie man Risiken besser berechnen kann (IT-Finanzmagazin).

Wo Quantencomputer versagen

• Alltags-Computing: E-Mails, Textverarbeitung, Netflix. Alles, was ihr täglich macht.
• Spiele: Keine Grafikkarte, keine 3D-Grafiken
• Datenspeicherung: Die Quantenzustände halten nur Millisekunden
• Fehleranfälligkeit: Schon kleinste Erschütterungen oder Temperaturschwankungen ruinieren die Berechnung

Die Verschlüsselungsfrage: Ist mein Mac in Gefahr?

Jetzt wird's ernst: Können Quantencomputer die Verschlüsselung meines Macs knacken?

Wie Apple Silicon verschlüsselt

Euer Mac nutzt mehrere Sicherheitsebenen:

• Secure Enclave: Das ist ein separater Mini-Chip im Apple Silicon, eine Art Safe für eure Verschlüsselungsschlüssel. Selbst das Betriebssystem hat keinen direkten Zugriff darauf (Apple Platform Security Guide).
• AES-256 Verschlüsselung: Alle Daten auf eurer SSD werden automatisch verschlüsselt. AES-256 bedeutet, dass ein 256-Bit-langer Schlüssel verwendet wird. Das passiert hardwarebeschleunigt, also direkt im Chip, sodass ihr keine Tempoverluste spürt. Die Verschlüsselung läuft nach dem NIST-Standard (das ist das US-amerikanische Institut für Standards), genauer gesagt NIST Special Publication 800-108.
• FileVault: Wenn ihr FileVault aktiviert (solltet ihr!), wird die Verschlüsselung zusätzlich an euer Passwort gebunden. Ohne das Passwort sind die Daten selbst bei physischem Zugriff auf die Festplatte unlesbar.

Verschlüsselung im Alltag: Vom Mac bis zur Online-Zahlung

Die AES-256-Verschlüsselung, die euer Mac nutzt, ist übrigens derselbe Standard, der auch bei sicheren Online-Zahlungen zum Einsatz kommt. Moderne Zahlungsplattformen wie die bei Aplauz Online Casinos verwendeten Systeme setzen ebenfalls auf diese Technologie, um Transaktionen zu schützen. Dabei werden oft zusätzliche Prepaid-Modelle eingesetzt. Das bedeutet: Ihr zahlt mit aufgeladenen Guthaben statt direkter Kontodaten. Das schafft eine zusätzliche Sicherheitsebene. Die Verschlüsselungstechnologie, die Apple in seinen Chips verbaut, ist also dieselbe, die auch im sensiblen Bereich des digitalen Zahlungsverkehrs vertraut wird.

Die Zahlen: Wie lange dauert das Knacken?

Hier wird's krass. Um AES-256 mit Brute-Force zu knacken (also alle möglichen Kombinationen durchzuprobieren), würde ein klassischer Supercomputer wie der chinesische Tianhe-2 etwa 5,4 × 10^52 Jahre brauchen (The SSL Store). Das Universum ist gerade mal 13,8 Milliarden Jahre alt. Wir reden hier also von einer Zahl mit 52 Nullen.

AES-256 (euer Mac):

• Klassischer Supercomputer: über 10^52 Jahre
• Quantencomputer: über 10^38 Operationen nötig, praktisch immer noch unmöglich

RSA-2048 (Internet-Verschlüsselung):

• Klassischer Supercomputer: über 6,4 × 10^15 Jahre
• Leistungsstarker Quantencomputer (wenn es ihn gäbe): weniger als eine Woche (Computer Weekly)

Ihr seht das Problem: AES-256, das euer Mac nutzt, bleibt auch gegen Quantencomputer sicher. Aber RSA-2048, das beim Online-Banking und bei verschlüsselten Webseiten (HTTPS) genutzt wird, könnte theoretisch gefährdet sein. Allerdings erst, wenn es Quantencomputer mit 1-20 Millionen Qubits gibt. Aktuell haben wir gerade mal ein paar hundert.

Warum ihr euch (noch) nicht sorgen müsst

1. Aktuelle Quantencomputer sind zu klein: Google Willow hat 105 Qubits, IBM Quantum bis zu 433 Qubits. Um RSA-2048 zu knacken, bräuchte man Millionen davon. Experten schätzen, dass wir davon noch Jahrzehnte entfernt sind.
2. Neue Verschlüsselung ist unterwegs: Das NIST (das wichtigste Standardisierungsinstitut in den USA) hat 2024 die ersten quantensicheren Verschlüsselungsverfahren veröffentlicht. Diese neuen Methoden sollen auch gegen Quantencomputer standhalten.
3. Apple ist vorbereitet: Apple aktualisiert seine Sicherheitstechnologien ständig. Wenn quantensichere Verschlüsselung Standard wird, wird Apple sie einbauen. Wahrscheinlich passiert das, bevor ihr überhaupt von der Bedrohung hört.

Apple Silicon: Die Evolution vom M1 zum M5

Während Quantencomputer noch in den Kinderschuhen stecken, hat Apple in fünf Jahren eine beeindruckende Entwicklung hingelegt:

• M1 (2020): 16 Milliarden Transistoren. Der Durchbruch mit 2-3x höherer Performance als Intel bei bis zu 20 Stunden Akkulaufzeit.
• M2 (2022): 20 Milliarden Transistoren. Moderate Verbesserung mit 18% schnellerer Rechenleistung und 35% stärkerer Grafikleistung. Für die meisten Nutzer kaum spürbar.
• M3 (2023): 25 Milliarden Transistoren. Der große Sprung mit noch kleineren Strukturen (3nm statt 5nm, gefertigt bei TSMC in Taiwan). Erstmals mit Hardware-Raytracing für realistischere Lichteffekte in Spielen und 3D-Programmen. 35% schneller als M1.
• M4 (2024): 28 Milliarden Transistoren. Fokus auf künstliche Intelligenz mit 38 Billionen Berechnungen pro Sekunde für KI-Aufgaben (The Mac Observer).
• M5 (2025): Takt bis 4,6 GHz, 10 Rechenkerne und 10 Grafikkerne als Standard. Perfektes Gleichgewicht aus Leistung und Effizienz.

Mein M1 Max ist nach wie vor ein fleissiger Rechenknecht. Ich schneide 4K-Videos, bearbeite RAW-Fotos und habe parallel 20 Browser-Tabs offen. Kein Problem.

Der Energieverbrauch: David gegen Goliath

MacBook Air M4:

• Normale Arbeit: ca. 10-15 Watt (wie eine LED-Lampe)
• Maximale Last: ca. 40 Watt
• Akkulaufzeit: bis zu 18 Stunden

Google Willow Quantensystem:

• Kühlsystem alleine: mehrere Megawatt (so viel wie 10.000 Haushalte)
• Gesamtsystem: Energieverbrauch wie ein kleines Kraftwerk

Ihr könntet euer MacBook Air ein ganzes Jahr lang laufen lassen und würdet immer noch weniger Strom verbrauchen als ein Quantencomputer an einem einzigen Tag.

Wird Apple jemals einen Quantenchip bauen?

Meine ehrliche Meinung: In absehbarer Zeit nicht. Und das ist auch gut so.

Warum nicht:

• Physikalisch unmöglich: -273°C Kühlung passt nicht in ein MacBook
• Falscher Anwendungsfall: Quantencomputer können nicht das, was wir täglich tun
• Kosten: Ein Quantensystem kostet hunderte Millionen Euro

Wo Apple vielleicht mitmischt:

• Cloud-Dienste mit Zugang zu Quantenrechnern für sehr spezielle Aufgaben
• Forschungskooperationen für zukünftige quantensichere Verschlüsselung
• Hybrid-Systeme in Rechenzentren (normale Chips arbeiten mit Quantenprozessoren zusammen)

Mein persönliches Fazit

Die Angst vor Quantencomputern ist in den meisten Fällen unbegründet. Ja, sie könnten theoretisch bestimmte Verschlüsselungen knacken. Aber die Realität ist, dass wir noch Jahrzehnte davon entfernt sind. Und selbst wenn: AES-256, das euer Mac nutzt, bleibt sicher.

Was mich wirklich beeindruckt, ist die geniale Ingenieurleistung hinter Apple Silicon. Der M1 Max in meinem MacBook Pro liefert Performance, die vor wenigen Jahren nur Desktop-Workstations vorbehalten war. Und das bei einem Bruchteil des Stromverbrauchs. Kein Lüftergeräusch, stundenlange Akkulaufzeit, und dabei schneller als die meisten PCs.

Quantencomputer sind faszinierende Forschungsprojekte mit enormem Potenzial für sehr spezielle Anwendungen. Aber für alles, was wir als normale Nutzer tun, sind sie völlig ungeeignet. Apple Silicon hingegen ist perfekt für genau diese Aufgaben optimiert.

Ihr müsst euch also keine Sorgen machen, dass euer MacBook morgen obsolet wird. Die Quantenrevolution wird kommen, aber sie wird euer tägliches Computing-Erlebnis kaum verändern.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Wie funktioniert ein Quantencomputer einfach erklärt?
Ein Quantencomputer nutzt Qubits statt normale Bits. Während ein Bit nur 0 oder 1 sein kann, kann ein Qubit beides gleichzeitig sein. Das nennt man Superposition. Mehrere Qubits können zudem verschränkt werden, sodass sie sich gegenseitig beeinflussen. Dadurch können Quantencomputer bestimmte Berechnungen exponentiell schneller durchführen. Allerdings funktioniert das nur bei sehr speziellen Problemen wie Primzahlzerlegung oder Datenbank-Durchsuchungen.

Können Quantencomputer meinen Mac hacken?
Nein, zumindest nicht in absehbarer Zeit. Euer Mac nutzt AES-256-Verschlüsselung, die selbst von zukünftigen Quantencomputern praktisch unknackbar bleibt. Selbst der beste Quantenalgorithmus würde über 10^38 Operationen benötigen (eine 1 mit 38 Nullen). Das ist mit heutiger und absehbarer Technologie nicht machbar. RSA-Verschlüsselung ist theoretisch anfälliger, aber auch hier bräuchte man Millionen von Qubits, von denen wir noch Jahrzehnte entfernt sind.

Was ist der Unterschied zwischen M1, M2, M3, M4 und M5?
Der M1 (2020) war der Durchbruch und ist auch 2025 noch schnell genug für die meisten Aufgaben. Der M2 (2022) brachte moderate Verbesserungen. Der M3 (2023) war der große Sprung mit kleineren Strukturen und Raytracing-Fähigkeiten. Der M4 (2024) fokussiert sich auf künstliche Intelligenz. Der M5 (2025) optimiert das Gleichgewicht aus Leistung und Effizienz. Für die meisten Nutzer reicht selbst ein M1 völlig aus.

Warum sind Quantencomputer so groß?
Quantencomputer müssen auf fast -273°C gekühlt werden. Bei dieser extremen Kälte hören Atome fast komplett auf, sich zu bewegen, und zeigen die quantenmechanischen Effekte, die man für die Berechnungen braucht. Diese Kühlung erfordert riesige Systeme mit flüssigem Helium. Zusätzlich braucht man massive Abschirmung gegen Vibrationen, Magnetfelder und elektromagnetische Störungen. Schon kleinste Erschütterungen können die Berechnung ruinieren. Deshalb ist das gesamte System oft über 2,50 Meter groß und wiegt mehrere Tonnen.

Lohnt sich ein Upgrade von M1 auf M4?
Das hängt davon ab, was ihr mit eurem Mac macht. Für Office, Surfen und Medienkonsum ist der M1 auch 2025 noch völlig ausreichend. Der M4 bringt vor allem Vorteile bei KI-Anwendungen, 3D-Rendering und professioneller Videobearbeitung. Wenn euer aktueller Mac schnell genug läuft, gibt es keinen Grund zum Wechsel. Ich selbst nutze weiterhin meinen M1 Max und bin mehr als zufrieden.

Wann kommen Quantencomputer für zu Hause?
Vermutlich nie. Quantencomputer brauchen Kühlung auf fast -273°C, verbrauchen so viel Strom wie tausende Haushalte und sind extrem empfindlich. Selbst wenn die Technologie irgendwann kleiner wird, macht ein Quantencomputer zu Hause keinen Sinn. Er kann ja nicht mal E-Mails verschicken oder Videos abspielen. Viel wahrscheinlicher ist, dass ihr in Zukunft über die Cloud auf Quantenrechner zugreifen könnt, falls ihr mal eine ganz spezielle Berechnung braucht. Euer Mac wird aber weiterhin mit normalen Chips arbeiten.

Was ist Unified Memory bei Apple Silicon?
Das bedeutet, dass alle Teile des Chips auf denselben Arbeitsspeicher zugreifen. Bei normalen Computern hat die CPU (der Rechenkern) ihren eigenen Speicher und die GPU (der Grafikkern) einen separaten. Wenn Daten zwischen beiden ausgetauscht werden sollen, müssen sie hin- und herkopiert werden. Das kostet Zeit und Energie. Bei Apple Silicon liegen alle Daten nur einmal im Speicher, und CPU, GPU und der KI-Teil können gleichzeitig darauf zugreifen. Das macht das System schneller und effizienter.

Jens Kleinholz( Gründer & Sir Apfelot )

Seit 2012 betreibe ich meinen Blog als Sir Apfelot und helfe meinen Lesern bei technischen Problemen. In meiner Freizeit flitze ich auf elektrischen Einrädern, fotografiere mit meinem iPhone, klettere in den hessischen Bergen oder wandere mit meiner Familie. Meine Artikel behandeln Apple-Produkte, Drohnen-News und Lösungen für aktuelle Bugs.