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5.8 Ein Blick in die Quantenzukunft
Quantencomputer und Quantenkryptographie sind moderne
Entwicklungen aus der Forschung.
Die Quantenphysik beschäftigt sich mit den Eigenschaften von
Mikroobjekten: Ihr typisches Untersuchungsobjekt sind Atome, Elek-
tronen, Protonen und Neutronen. Oft bezieht sich der Begriff Quanten
auf kleinste Energieeinheiten, die von einem System auf ein anderes
übertragen werden.
Diese Elementarteilchen können Träger von Quanteninformationen
sein, die unter Beobachtung genau einen von zwei wohl unterscheidbaren
Basiszuständen annehmen (vereinfacht 0 und 1). Ein solches
Zweizustandssystem wird Quantenbit oder Qubit genannt. Qubits
können – außerhalb der Messung – auch jeden Wert zwischen 0 und
1 annehmen (Superposition) und miteinander verschränkt sein. Die
Qubits und dazu gehörende Quantengatter werden benutzt, um
Computer zu modellieren, die bei bestimmten Problemen theoretisch
fast beliebig schnell rechnen können. Der bislang schnellste reale
„Quantencomputer“ kann mit 7 Qubits gerade mal die Zahl 15 in
seine Faktoren 3 und 5 zerlegen. Würden sich deutlich größere Qubit-
Systeme stabil bauen lassen, wäre das Kryptoverfahren RSA, das
heute die meisten Kommunikationsformate und -protokolle sichert,
auch mit hohen Schlüssellängen nicht mehr sicher (z. B. schätzte
Nguyen von der TU München, dass ein fiktiver Quantencomputer mit
2047 Qubits und einer Leistung von 10^7 Operationen/sec in 80
Tagen eine 1024 Bit RSA-Zahl faktorisieren könnte)!
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