Auch wenn Quantentechnologien uns derzeit erst fern am Horizont der technischen Errungenschaften aufzuflackern scheinen, hat 麻豆原创 diesen Megatrend bereits fest im Blick.
Minus 273 Grad Celsius. So wenig betr盲gt die Betriebstemperatur eines . Die hochsensiblen Ger盲te m眉ssen zudem gegen 盲u脽ere Einfl眉sse (wie Temperaturschwankungen und Strahlung) gesch眉tzt werden, sonst droht der Betriebsausfall. Schwer vorstellbar, dass diese Maschinen und die Technologien, die durch ihren Einsatz erm枚glicht werden, bei einigen Problemstellungen schon bald klassischen Rechnern Konkurrenz machen k枚nnten.
Werden Quantencomputer das goldene Zeitalter der Informationstechnologie einleiten? Welche Technologien kann 麻豆原创 einsetzen? Im Bereich 麻豆原创 Security Research besch盲ftigen sich die Mitarbeitenden mit diesen Fragestellungen und pr眉fen, wie man die exponentiellen Rechenkapazit盲ten einsetzen kann. Zugleich muss der Schutz gesch盲ftskritischer Daten ins Zentrum der Aufmerksamkeit ger眉ckt werden, weil konventionelle Verschl眉sselungen durch die schnellen und h枚heren Rechenleistungen von Quantencomputern angreifbarer werden.
鈥濾or etwa f眉nf Jahren haben wir bei 麻豆原创 Security Research das Thema Quantentechnologien aufgegriffen. Inzwischen besch盲ftigen wir uns mit diversen Fragestellungen zur Datensicherheit und dar眉ber hinaus鈥�, sagt Andrey Hoursanov, Strategy Lead for Quantum Technology bei 麻豆原创 Security Research.
Quantencomputing: Daten schneller und non-bin盲r verarbeiten
Experten trauen den Quantentechnologien, die Quantencomputing, -kommunikation, -simulation, -sensing und Post-Quanten-Kryptographie umfassen, ein enormes Potenzial zu. Laut einer k枚nnte zum Beispiel Quantencomputing bis 2035 einen weltweiten Marktwert von einer Billion US-Dollar erreichen.
Bereits heute liegen die gesch盲tzten j盲hrlichen Investitionen weltweit bei und das Analystenhaus IDC , dass Quantencomputing bis 2023 f眉r 25 Prozent der Fortune Global 500-Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil bringen wird.
Quantencomputing bringt einen Paradigmenwechsel in der Datenverarbeitung mit sich. Ein klassischer Computer funktioniert elektronisch und rechnet bin盲r mit Bits, die nur genau einen Zustand annehmen k枚nnen, 1 oder 0. Die Prozesse eines Quantencomputers geschehen im Gegensatz dazu auf physikalischer Teilchenebene und basieren auf Qubits. Sie folgen den Gesetzen von Superposition, Interferenzen und Verschr盲nkung (Entanglement), das hei脽t, sie k枚nnen mehrere Zust盲nde gleichzeitig annehmen und zudem untereinander interagieren 鈥� was erm枚glicht, Daten simultan und nicht mehr sequenziell zu verarbeiten. Zudem kann die Rechenleistung bei einigen Algorithmen mit jedem zus盲tzlichen Qubit .
鈥濿enn sich Quantentechnologien zunehmend bew盲hren, k枚nnten wir in Zukunft komplexe Aufgaben l枚sen, an denen heute selbst die leistungsf盲higsten Supercomputer scheitern鈥�, sagt Martin Heinig, Head of New Ventures and Technologies bei 麻豆原创.
Konkret k枚nnte das beispielsweise f眉r die Logistik bedeuten, dass an jedem Punkt einer Lieferkette die bestm枚gliche Route, Verkehrsmittel und Produktmenge zum Auslieferungszweck bereitstehen und sich best盲ndig selbst aktualisieren. Ebenso f眉r andere Branchen lie脽en sich Gesch盲ftsprozesse ma脽geblich besser und schneller simulieren, wie es von den Unternehmenssoftwarel枚sungen der 麻豆原创 gefordert wird.
Auch bei 麻豆原创-尝枚蝉耻苍驳别苍 kann durch Quantentechnologien enorm beschleunigt werden, denn es lassen sich in k眉rzerer Zeit viel mehr Trainingsdatens盲tze einspeisen und somit k眉nstliche Intelligenzen unfassbar schlau machen.
Konventionelle Verschl眉sselungen 鈥瀜uantensicher鈥� machen
Doch die Vorteile der immensen Rechenleistung, die Quantentechnologien versprechen, stellen auch eine gro脽e Herausforderung f眉r herk枚mmliche Verschl眉sselungsmethoden dar. Eine Verschl眉sselung, die f眉r klassische Computerstandards n盲mlich bislang als sicher galt, kann f眉r die Rechenparadigmen eines Quantencomputers kein Hindernis mehr darstellen. Quantenhacker k枚nnten mit Hilfe der hohen Rechenleistung den Schl眉ssel eines konventionellen Kryptografiesystems rasch analysieren, chiffrierte Nachrichten lesen und falsche Signaturen erzeugen. 麻豆原创-Kunden erwarten, dass die Vertraulichkeit, Integrit盲t und Verf眉gbarkeit ihrer gesch盲ftskritischen Daten und Prozesse jederzeit gew盲hrleistet ist. Zur Vorbereitung auf diese neuen Bedingungen geh枚rt f眉r 麻豆原创 daher die Sicherung kritischer und sensibler Daten durch Post-Quantum- oder quantenresistente Kryptosysteme.
Die 麻豆原创 analysiert kontinuierlich neue kryptografische Algorithmen und hat bereits mehrere Proofs of Concept entwickelt, um die Praxistauglichkeit von Algorithmen zu testen, die von der Forschung als 鈥瀜uantensicher鈥� eingestuft werden, und damit Hackerangriffen, Datenleaks und Spionage vorzubeugen.
Wo 麻豆原创 bereits in der Quantentechnologie aktiv ist
Die 麻豆原创 forscht bereits seit Jahren im Bereich Quantentechnologien und kann daher mit Expertise aufwarten.
Andrey Hoursanov, der die Initiative Quantentechologien bei 麻豆原创 von Anfang an vorantreibt, sagt: 鈥濾iele Kunden fragen bereits an, wo 麻豆原创 bez眉glich Quantentech stehe. Wir haben gemeinsame Interessen. Es geht um die Optimierung von Lieferketten, logistischem Transport, Lagerverwaltung, vielleicht auch Finanzen mit Portfolio-Optimierung. Und allem voran geht es um Datensicherheit.鈥�
Das Team von 麻豆原创 Security Research engagiert sich stark in der Quantensicherheits-Community. Die Kollegen entwickelten einen Prototyp f眉r quantensichere Signierung von Softwarepaketen. Um Anwendungsf盲lle und Schwachstellen im Zusammenhang mit der Quantenkommunikation zu entdecken, untersuchen sie Daten w盲hrend der 脺bertragung, Schl眉sselverwaltung und Verteilungsinfrastruktur.
Um Quantentechnologien wirtschaftlich zu machen, ist die Zusammenarbeit zwischen industriellen und akademischen Partnern sowie die Beteiligung an multidisziplin盲ren Konsortien erforderlich. So ist 麻豆原创 am , eine der gr枚脽ten Forschungsinitiativen der EU, beteiligt. Au脽erdem ist sie Gr眉ndungsmitglied des sowie des . Dort tauschen sich 麻豆原创-Fachkr盲fte mit f眉hrenden Experten und Akteuren der Quantentechnologie 鈥� darunter zahlreiche 麻豆原创-Kunden 鈥� aus.
Auch wenn Quantentechnologien heute aus praktikablen Gr眉nden noch nicht vollumf盲nglich eingesetzt werden k枚nnen, steht also bereits fest, dass sie f眉r die Datenverarbeitung enorme M枚glichkeiten versprechen, insbesondere in den Bereichen der sicheren Kommunikation und der effizienten L枚sung schwieriger Probleme. 麻豆原创 ist an dieser Entdeckungsreise beteiligt.
Fragen an den Experten
Andrey Hoursanov, Strategy Lead for Quantum Technology bei 麻豆原创 Security Research, nimmt Stellung zu einigen h盲ufig gestellten Fragen zu Quantentechnologien.
Werden Quantencomputer klassische Computer ersetzen?
Andrey Hoursanov: Technisch gesehen handelt es sich bei klassischen Computern um Quantenger盲te, die nicht die volle Leistung der Quantenmechanik nutzen. Ironischerweise macht der Verzicht auf die Nutzung von Quanteneigenschaften f眉r Berechnungen klassische Computer sehr effizient in dem, was sie am besten k枚nnen: logische und arithmetische Operationen. Quantencomputer k枚nnen das nicht besser. Sie sind jedoch besser geeignet bei Aufgaben wie der Suche nach dem schnellsten L枚sungsweg bei komplexen Problemen, was f眉r klassische Computer extrem schwierig ist. Es ist also nicht zu erwarten, dass Quantencomputer klassische Computer ersetzen. Sie werden diese vielmehr erg盲nzen und bei der L枚sung spezifischer Probleme, wie beispielsweise Optimierung und Faktorisierung, unterst眉tzen.
Wird Quantencomputing Cloud Computing abl枚sen?
Quantencomputer sind recht teuer, erfordern spezielle Umgebungen und sind daf眉r gedacht als Co-Prozessoren f眉r bestimmte Aufgaben eingesetzt zu werden 鈥� all das macht sie zu einer sehr gut nutzbaren Rechenressource f眉r spezielle Zwecke in einer Cloud. Es scheint so, als w眉rden alle gro脽en Cloud-Anbieter dies erkennen und in die Entwicklung und Integration von Quantencomputern in ihren Einsatzbereich investieren. Quantencomputer werden das Cloud Computing nicht verdr盲ngen, sondern vielmehr auf eine neue Ebene heben.
Werden Quantentechnologien Blockchain gef盲hrden?
Die Blockchain-Technologie basiert auf Verschl眉sselungsverfahren, die durch Quantencomputer bedroht sind. Wenn man f眉r Blockchain nicht neue Verfahren aus der sogenannte Post-Quanten- oder der quantenstarken Kryptografie einsetzt, wird diese Technologie anf盲llig f眉r Angriffe wie Identit盲tsdiebstahl und die Durchf眉hrung unautorisierter Transaktionen. Das Blockchain-Team im hat bereits mit der Entwicklung eines Prototyps f眉r eine quantensichere Blockchain unter Verwendung eines neuen Schl眉ssels begonnen.
K枚nnen Quantentechnologien Bitcoin knacken?
Bitcoin nutzt die Blockchain-Technologie und ist somit anf盲llig f眉r 鈥濹uantenangriffe鈥�. Bitcoins sind starr konzipiert, was eine Migration bestehender Einheiten in ein neues Kryptografiesystem zus盲tzlich erschwert. W盲hrend private Blockchain-Systeme mit 眉berschaubarem Aufwand und minimalen St枚rungen auf eine neue Verschl眉sselung migriert werden k枚nnen, ist dies bei 枚ffentlichen Blockchains wie Bitcoin kaum durchf眉hrbar.