Die Quantencomputer kommen

Quantentechnik beim Schlüsselaustausch

Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, dass sich auch Unternehmen mit Quantencomputern und Quantenverschlüsselung beschäftigen. So lässt sich die Quantentechnik dazu einsetzen, einen abhörsicheren Austausch von Schlüsseln bei symmetrischen und asymmetrischen Verschlüsselungsverfahren zu gewährleisten. Bei der Quantum Key Distribution (QKD) werden die Schlüssel über Lichtwellenleiter in Form von Photonen übermittelt. Andere Techniken nutzen für den Schlüsselaustausch "verschränkte Zustände" von Lichtteilchen.

Der Vorteil von QKD: Ein Abhören der Verbindung führt dazu, dass sich die übermittelten Informationen verändern. Für Sender und Empfänger ist somit jederzeit erkennbar, ob sich ein ungebetener Mithörer in die Kommunikation eingeschaltet hat, um Schlüssel zu entwenden.

Algorithmen für die Post-Quanten-Ära

Führende IT-Unternehmen haben bereits damit begonnen, Verschlüsselungsalgorithmen zu entwickeln, die auch Angriffen mit Quantenrechnern standhalten. Mit einem Quantenrechner-Simulator zum Beispiel können Forscher und Software-Entwickler Algorithmen sowie Anwendungen für solche Computer entwickeln.

Zudem können Nutzer die Stärke von Verschlüsselungstechniken überprüfen und anhand dessen Lösungen entwickeln, die einen Schutz vor Entschlüsselungsversuchen bieten. Solche Algorithmen sind unverzichtbar, um persönliche sowie Kunden- und Geschäftsdaten vor dem Zugriff Unbefugter zu sichern. Damit Cyber-Kriminelle gar nicht erst soweit an die Verschlüsselung der Datensätze herankommen, ist der Schutz von Kommunikationssystemen und elektronischen Geschäftsprozessen zwingend notwendig. Unternehmen sollten daher mehrere Sicherungsinstanzen aufbauen, damit sie jede Art von Cyber-Angriffen unterbinden können.

Vielversprechendes Hybrid-Modell für die nahe Zukunft

Quantencomputing ist ein Zukunftsthema, mit dem sich Wissenschaftler und Unternehmen aus allen führenden Industrienationen beschäftigen. In vielen Ländern haben Regierung, staatliche Organisationen und Forschungseinrichtungen Programme gestartet, um die Entwicklung solcher Rechner voranzutreiben. Europa hinkt trotz einiger Ausnahmen in dieser Hinsicht bislang hinterher. In der Fachwelt gehen die Meinungen darüber weit auseinander, wann Quantencomputer für den Masseneinsatz bereitstehen.

Die Mehrzahl der Experten erwartet größere Stückzahlen in fünf bis zehn Jahren. Einigkeit besteht darin, dass Quantenrechner nicht bei IT-Standardaufgaben Spitzenleistungen bringen, sondern beim Durchführen komplexer Simulationen für Verkehrs- und Wetterprognosen, in der Finanzbranche, Materialforschung und Teilchenphysik oder bei der Entwicklung neuer Medikamente glänzen. Eine Gruppe von Forschern aus den USA und der Schweiz hat daher ein Konzept für einen Hybrid-Rechner entwickelt. Dieser vielversprechende Ansatz kombiniert einen Quantencomputer mit einem konventionellen Rechner. Zu den Einsatzgebieten dieses Systems zählt die Simulation des Verhaltens von Materialien, etwa Metallen. (hal)