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Saarbrücker Wissenschaftler erklären den Quantencomputer

Seit einiger Zeit ist immer wieder von einem künftigen Supercomputer zu lesen, der Berechnungen auf Grundlage der Quantentechnologie ausführt. Dieser Quantencomputer könnte moderne Verschlüsselungsverfahren mit Leichtigkeit knacken - aber auch neue Verschlüsselungssysteme schaffen. Wo die Technik aktuell steht, erklären Quantenphysiker der Saar-Uni.

In jüngster Vergangenheit haben renommierte Medien weltweit über die Entwicklung eines Supercomputers auf Grundlage der Quantentechnologie berichtet, mit dem der US-Geheimdienst NSA sämtliche Kommunikation der Welt mitlesen könnte, egal, wie gut sie auch verschlüsselt wäre.

Saarbrücker Quantenphysiker sehen für solche Bedenken derzeit aber keine Grundlage.

„Es ist nichts bekannt geworden, was solche Befürchtungen auslösen sollte“, sagt Jürgen Eschner.

Die Quantentechnologie sei noch weit davon entfernt, um solche technisch allmächtigen Maschinen zu bauen. Der Professor für Quanten-Photonik ist einer von fünf Experten an der Saar-Uni, die sich im Schwerpunkt Quantenoptik und Quanteninformation um die Welt der kleinsten Teilchen kümmern. Damit ist Saarbrücken einer der wenigen Standorte bundesweit, die sich in dieser intensiven Weise dem Thema Quantentechnologie widmen.

Seit Jahren geistert er durch die Medien: der Quantencomputer. Mal ist er der Hoffnungsträger für eine bessere Zukunft, mal das Orwell’sche Schreckgespenst in den Händen des totalitären Staates.

Im Moment überwiegt die negative Sichtweise auf die Wunder-Rechenmaschine. Jüngst erregten Medienberichte über ein Programm der NSA viel Aufmerksamkeit, wonach der US-Geheimdienst an der Entwicklung eines solchen Computers arbeite. Damit könnten die Geheimagenten alle Verschlüsselungsmechanismen der Welt knacken, und kein Geheimnis wäre mehr vor ihnen sicher.

Experten indes mahnen in dieser Debatte zur Sachlichkeit, da von einer Serienreife eines solchen Supercomputers, der jeden Code der Welt knacken kann, noch lange nicht die Rede sein kann.

Quantencomputer knackt Verschlüsselungen

„Das heute gängigste Verschlüsselungsverfahren, die RSA-Kryptografie, basiert auf der Multiplikation zweier Primzahlen. Das ist eine Rechenaufgabe, die sehr leicht durchzuführen ist, aber sehr schwer umzukehren ist“, erklärt Frank Wilhelm-Mauch, Professor für Quanten- und Festkörpertheorie an der Saar-Uni.

„Wenn man zum Verschlüsseln beispielsweise eine 100-stellige Zahl als Produkt zweier Primzahlen erhält und ein Codeknacker eine Stunde mit einem herkömmlichen Supercomputer braucht, um die Zahl in ihre beiden Primfaktoren zu zerlegen, so braucht er bei einer 101-stelligen Zahl bereits 1000 Stunden und bei einer 102-stelligen Zahl bereits eine Million Stunden. Das bedeutet also: Der Codierer gewinnt das Wettrüsten.“

Sein Kollege Christoph Becher, Professor für Quantenoptik, erklärt, worin vor diesem Hintergrund theoretisch die Gefahr eines Quantencomputers liegt: „Für einen Quantencomputer existiert – auf dem Papier – ein Algorithmus, der diese Primfaktorzerlegung effizienter und damit in kürzerer Zeit als ein herkömmlicher Computer erledigen kann.“

Auch wenn man die Zahl um ein paar Stellen länger machte, dauerte es nur wenig länger, bis ein serienreifer Quantencomputer die Verschlüsselung geknackt hätte.


 


 

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