PDF Kryptologie

Kryptologie – Eine verschlüsselte Wissenschaft 87
dicht auf den Fersen. Die Entschlüsselung der Hieroglyphen ist eines der spannendsten
Bindeglieder zwischen Geschichte und Kryptologie.
Die Physik zu Zeiten Thomas Youngs hatte keine Erklärung, was denn Licht sei. Doch
er begann zu experimentieren. Er maß die Wellenlänge von Licht und entdeckt, dass
sie von der Farbe abhängig ist. Er führte sein berühmtes Doppelspaltexperiment durch.
Durch 2 Spalten werden Lichtstrahlen gesandt und auf dem Bildschirm auf der anderen
Seite entsteht ein Streifenmuster. Dieses Streifenmuster konnte man durch die Auffassung,
dass Licht aus Wellen bestehe und Interferenzen auftreten, erklärt werden. Also
Thomas Young jedoch mit einem schwachen Glühfaden einzelne Lichtwellen durchsandte,
entstand dieses Muster aus. Ab dem Moment war die Physik ratlos und Licht musste
sowohl als Teilchen als auch Welle aufgefasst werden. Wir nennen dieses Teilchen Lichtquantum
oder einfacher: Photon. Wir wissen nie durch welchen Spalt es geflogen ist und
was es in der Zwischenzeit angestellt hat.
Es gibt kein analoges Objekt in der klassischen Physik, welches die selben Eigenschaften
aufweist. Das macht die Quantenforschung so kryptisch.
Quantenphysiker vertreten hier zwei Lager. Entweder spaltet sich das Universum in dem
Moment in zwei Universen und das Photon fliegt in den beiden Universum durch unterschiedliche
Spalten (Vielwelten-Deutung) oder das Photon fliegt durch beide Spalten
gleichzeitig und steht in Wechselwirkung mit sich selbst (Superpositions-Prinzip).
David Deutsch war der erste Mensch, der die Konzepte der Quantentheorie auf den
Computer (der mit klassischer Physik funktioniert) übertragen wollte. Er gilt als der
Pionier der Quantencomputer.
Der Vorteil der Quantencomputer ist die oben angesprochene Überlagerung von Zuständen.
Wenn man nicht weißt, was das Photon macht, kann es alles machen. Ein klassischer
Computer bekommt zwei Fragen gestellt, sucht den passenden Algorithmus und arbeitet
eine Frage nach der anderen ab. Durch Prozesse, Threads und Prozessorkerne versucht
man software- und hardware-technisch Parallelität zu erzeugen, aber Quantencomputer
arbeiten mit wirklicher Parallelität. Bei Quantencomputer können wir die Fragen als
Überlagerung von Zuständen zusammgefasst eingegeben werden. Die Maschine würde
dann in eine Superposition von Zuständen übergehen und für jede Frage entsteht ein
Zustand. Durch diese Parallelität hat der Quantencomputer eine wesentlich höhere Leistung.
Wie arbeitet ein Quantencomputer? Prinzipiell wird auch im binären System gearbeitet.
Photonen können sich in zwei Richtungen drehen: östlich oder westlich. Dabei kann jede
Richtung einen binären Zustand bezeichnen. Wenn wir von binären Werten sprechen,
sprechen wir von Bits; einer Folge von binären Buchstaben. Wenn wir von binären Werten
bei Quantencomputern sprechen, nennen wir sie Quantenbits oder kurz Qubits.
Wer eine Überlagerung von zwei Zuständen zugleich schafft, schafft zwei Berechnungen
zur selben Zeit. Wer eine Überlagerung von x Zuständen zugleich schafft, kann x Berechnungen
zur selben Zeit ausführen. So hat man es geschafft mit einem Quantenrechner mit