Bits, Bytes und die Qubits

Lassen Sie uns zunächst erklären, was Quanten-Computing ist. Dafür müssen wir ein wenig in die Computergeschichte eintauchen.
Ihr brandneuer iMac sieht aus wie ein Traum. Er ist sehr schnell und es treten keinerlei Verzögerungen auf. Aufgrund seines SSD Laufwerks fährt er sehr schnell hoch - und Sie sind damit zufrieden.

Aber seien wir mal ehrlich. Ihr iMac funktioniert im Grunde genauso wie Computer in den 80ern - elektrische Schaltkreise schalten sich ein oder aus und schaffen so Speicherzustände. Das Problem dabei ist, dass die aktuelle Computertechnologie langsam an ihre Grenzen stößt und die elektrischen Schaltkreise nicht mehr viel kleiner werden können.
Seit Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler, einen Weg zu finden, um das enorme Potenzial der Quantenmechanik für den Bau einer neuen Computergeneration zu nutzen. Die gute Nachricht ist, dass Wissenschaftler nun alle Bausteine gefunden haben, um Quantencomputer in naher Zukunft Wirklichkeit werden zu lassen.

Laut dem Computerforschungslabor von Microsoft könnte der Quantencomputer in den nächsten zehn Jahren zu kommerziellen Anwendungen fähig sein. Es ist also an der Zeit, dass wir besser verstehen, was dies genau bedeutet, oder?
Unsere aktuellen Computer arbeiten mit Bits, das ist die kleinste Einheit, während Quantencomputer mit Quantenbits oder “Qubits”, wie sie allgemein bezeichnet werden, arbeiten.
Im Gegensatz zu elektrischen Schaltkreisen sind Qubits Quantenteilchen, die in einer extrem kalten Umgebung, nahe der absoluten 0K-Temperatur, magnetisch geladen sind. Mit anderen Worten, die Umgebung, in der dies möglich ist, liegt nahe bei –273,15 ° C. Das Interessante an diesem Ansatz ist, dass diese Temperatur die Partikel in einem Zustand der Überlagerung bzw. Superposition hält, was bedeutet, dass Partikel im Binärcode gleichzeitig sowohl die Rolle der 0 als auch der 1 einnehmen können, und auf diese Weise verarbeiten unsere aktuellen Computerprozessoren Daten.

Und hier findet die wahre Magie des Quantencomputings statt. Jedes Teilchen kann unbestimmte Zustände annehmen und was passiert, ist die sogenannte “Quantenbeschleunigung”. Bei der Quantenbeschleunigung nimmt die Rechenleistung jedes Qubits exponentiell zu. Wenn Sie also genügend Qubits in einen Computer packen, können Sie alles und jede derzeit verfügbare Computertechnologie übertreffen.
Während keiner von uns das Laden seiner E-Mails um ein Vielfaches beschleunigen muss, können Forscher, die bei der Verarbeitung von Big Data auf Rechenzeit und Prozessorleistung angewiesen sind, diese optimal nutzen.

Ein kanadisches Unternehmen namens D-Wave hat bereits Quantencomputer an eine Reihe von Labors in der ganzen Welt verkauft - Google und das NASA Quantum AI-Labor haben eines, aber Forscher von Google sagen, dass diese D-Wave-Maschinen die Quantenbeschleunigung nicht wirklich demonstriert haben. D-Wave hingegen ist mit dieser Google-Erklärung nicht einverstanden.

Aber lassen Sie uns wieder der ursprünglichen Frage zuwenden: Warum ist Quanten-Computing ein Sicherheitsrisiko für die Internetsicherheit?

Die heute verwendeten Verschlüsselungsalgorithmen zum Verschlüsseln von Webbrowser-Verbindungen mit Servern, Daten oder was auch immer ich mir vorstellen kann, sind sicher. Mit der aktuellen Computertechnologie würden verschlüsselte Pakete 200 Jahre benötigen, um mit Brute- Force entschlüsselt zu werden.

200 Jahre scheinen eine ziemlich anständige Sicherheit zu sein, keiner von uns wird am Leben sein, wenn mit diesen Algorithmen verschlüsselte Informationen entschlüsselt werden. Aber was passiert, wenn Quantencomputer ihre Kraft entfesseln? Sie sind 1000-mal leistungsstärker als alles, was wir heute und mit der aktuellen Technologie kennen. Während die heutige Technologie 200 Jahre benötigt, um unsere besten Verschlüsselungsalgorithmen zu entschlüsseln, benötigen Quantencomputer im direkten Vergleich weniger als einen Monat, um dies zu erreichen. Wir könnten jedoch Qubits exponentiell anwachsen lassen und die obigen Werte würden auf Sekunden schrumpfen.

Wow. So, sichere Dinge sind nicht mehr sicher, sagen Sie. Und Sie haben vollkommen recht!

Das CodeCoda Research Lab erforscht derzeit neue Verschlüsselungsalgorithmen. Unser Forschungslabor arbeitet bereits intensiv mit Technologieanbietern zusammen, um auf dem aktuellsten Stand zu sein und die Daten unserer Kunden ausreichend zu schützen. Jetzt und in Zukunft!