Quantentechnologie ist die Zukunft des Computings. Doch was ist der Unterschied zu aktuellen digitalen Technologien? Es basiert auf Transistoren, die zwei Informationszustände kennen, o und 1. Diese Informationen werden als Bit (Binärziffer) bezeichnet. Quantencomputer arbeiten mit Qubits, die mehr als eine Information tragen und eine Quantenverschränkung erfahren können, sozusagen vernetzt werden können und noch mehr Informationen tragen. Um die gleiche Informationsmenge zu erhalten, benötigen wir weit weniger Qubits als Bits. In der Praxis bedeutet das: Während ein sehr schneller Computer alle perfekten Passwortkombinationen (mit 95 möglichen Zeichen) in etwas mehr als 14 Monaten Rechenzeit testen könnte, würde ein Quantencomputer aufgrund seiner Kapazität nur einen Bruchteil dieser Zeit benötigen. Sekunden.

Was bedeuten Quantencomputer für die Cybersicherheit?

Aufgrund ihrer unglaublichen Rechenleistung existiert die aktuelle passwortbasierte Sicherheitsarchitektur in der Praxis nicht. Jedes erdenkliche Passwort mit binärer Struktur kann fast sofort geknackt werden. Deshalb beschäftigen sich Ministerien, Forscher und Unternehmen damit Deutschland zur Quantensicherheitsarchitektur. Hier zwei Beispiele aus der Welt der Wirtschaft und Wissenschaft.

ZQE an der Technischen Universität München (TUM)

Am 24. Januar 2023 feierten wir die bauliche Fertigstellung des neuen interdisziplinären Zentrums für Quantenengineering (ZQE) an der TUM Garching bei München. Ab 2024 werden dort mehr als 100 Forscher studieren. Laut Christian Pfleiderer, Physiker am Lehrstuhl für Korrelierte Systemtopologie und Generaldirektor, besteht eine wichtige Aufgabe des ZQE darin, „sichere Kommunikationsverfahren unter Nutzung der vorhandenen Telekommunikationsinfrastruktur durchzuführen“.

Maschinenbauer Trumpf und sein Start-up

Verschlüsselung im Zeitalter der Quantentechnologie bedeutet aufgrund der extrem hohen Rechengeschwindigkeit auch einen Wettlauf zwischen Verschlüsselung und Entschlüsselung. Der weltweit tätige schwäbische Maschinenbauer Trumpf hat deshalb kürzlich in ein Startup namens Quside investiert, dessen photonischer Chip Informationen auf eine Weise verschlüsselt, die selbst vor Quantencomputern sicher ist. Aber Herr Trumpf arbeitet an seinem Start-up Qant, das Quantencomputer entwickelt. Qant will einen Quantencomputer mit einem photonischen Chip bauen, der mit Licht rechnet. Der Vorteil, wenn es funktioniert: Dieser PC benötigt keine aufwändige Kühlung. Der Bundesforschungsminister vergab im vergangenen Jahr 42 Millionen Euro an das Qant-Konsortium für die Entwicklung eines Quantencomputerchips „made in Germany“.

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