Quantenrechner: Geschwindigkeits-Wunder mit offener Zukunft

Sicherheitsrisiko?

Vielfach wird die Befürchtung geäussert, dass Quantenrechner eine Gefahr für die aktuellen Verschlüsselungstechnologien darstellen. Denn Quantencomputer eignen sich besonders gut für die Primfaktorzerlegung grosser Zahlen. Diese spielt auch bei der Kryptografie eine grosse Rolle.
«Für den Schlüsselaustausch sind hohe Primzahlen notwendig. Um die Verschlüsselung zu knacken, braucht es eine sehr hohe Rechenleistung. Quantencomputer könnten diese liefern. Doch das wird nicht morgen passieren, da dafür weit leistungsfähigere notwendig sind. Es bleibt also für die Security-Industrie genügend Zeit, sich darauf vorzubereiten», erklärt Manfred Hauswirth von Fraunhofer FOKUS.
Auch das deutsche Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) befasst sich in seiner Studie «Entwicklungsstand Quantencomputer» mit der Relevanz von Quantencomputern für die Kryptoanalyse - und gibt ebenfalls Entwarnung. «Der grosse Aufwand für Fehlerkorrektur macht es auf absehbare Zeit unwahrscheinlich und vermutlich auch wirtschaftlich uninteressant für akademische und industrielle Labors, einen kryptografisch relevanten Quantencomputer zu realisieren», heisst es dort. «Wenn jedoch eine grosse Industrienation ihre Forschung auf dieses Ziel konzentrieren würde, ähnlich den Apollo-Projekten des 20. Jahrhunderts, so erscheint ein Quantencomputer mit wenigen Millionen physikalischer Qubits erreichbar, der zumindest in 100 Tagen 2048-Bit-RSA brechen kann.» Dazu müsse aber die physikalische Fehlerrate auf einen Bereich von 1:10'000 sinken, so das BSI. Ergebnis wäre eine Grossanlage, die technologische Rekorde und seltene Materialien benötigen würde.
“Um die Verschlüsselung zu knacken, braucht es eine sehr hohe Rechenleistung. Quantencomputer könnten diese liefern. Doch das wird nicht morgen passieren, da dafür weit leistungsfähigere notwendig sind„
Manfred Hauswirth, Leiter des Fraunhofer Instituts für offene Kommunika­tionssysteme (FOKUS)

Fazit & Ausblick

Quanten-Computing erlebt derzeit den Übergang von der Grundlagenforschung in angewandte Forschung unter Beteiligung der Industrie. Doch noch sind wirklich praxisrelevante Anwendungen mit Quantencomputern nicht in Sicht. Bis es so weit ist, kann es noch mehrere Jahre dauern.
Die Herausforderung besteht darin, Systeme mit mehreren Tausend bis Millionen Qubits zu bauen und zugleich die Fehlerrate erheblich zu reduzieren. Das ist auch eine Kosten­frage. Notwendig wäre ein realistischer Plan, der zeigt, wann mit ersten praktischen Anwendungen etwa in der Materialforschung oder bei der Optimierung komplexer Aufgaben zu rechnen ist. Nur dann werden auch die entsprechenden finanziellen Mittel für Quantencomputer bereitstehen.


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