Key Takeaways
- Jüngste Fortschritte im Quantencomputing lassen Bedenken aufkommen, dass Durchbrüche die Daten der Benutzer gefährden könnten.
- Einem internationalen Forschungsteam gelang laut einer neuen Veröffentlichung die Fernteleportation über 27 Meilen Glasfaser.
- Ein Nebeneffekt für Benutzer mit dem Aufkommen von Quantencomputern ist, dass aktuelle Sicherheitssysteme leicht zu knacken sein könnten.
Die jüngsten Fortschritte im Quantencomputing könnten ein schnelleres Internet bedeuten, aber es gibt auch Anlass zur Sorge bei einigen Datenschützern, die davor warnen, dass Quantendurchbrüche die Daten der Benutzer gefährden könnten.
Ein internationales Forschungsteam hat kürzlich einen Sprung in Richtung Aufbau eines leistungsstarken, skalierbaren "Quanteninternets" gemacht. Laut einem neuen Artikel in der von Experten begutachteten Zeitschrift PRX Quantum erreichte das Team eine anh altende Teleportation über große Entfernungen durch 27 Meilen Glasfaser. Ein funktionierendes Quanteninternet würde die Bereiche sichere Kommunikation, Datenspeicherung und Datenverarbeitung dramatisch verändern.
"In dieser neuen Studie demonstrieren wir die Quantenteleportation von photonischen Quantenzuständen", sagte der Co-Autor der Studie, Daniel Oblak, Assistenzprofessor für Physik an der Universität von Calgary, in einer Pressemitteilung. "Diese Arbeit erfüllt in sehr hohem Maße die technologischen Benchmarks, die für ein Quanteninternetsystem erforderlich sind."
Quanteninternet kann schnellere Kommunikation bedeuten
Die Forscher führten die Messungen an zwei Teleportationssystemen durch, die von C altech-Forschern gebaut wurden. Diese Testbeds für Quantennetzwerke verwenden hochmoderne Festkörper-Lichtdetektoren in einem kompakten faserbasierten Aufbau und bieten eine nahezu autonome Datenerfassung, Steuerung, Überwachung, Synchronisierung und Analyse.
"Wir sind begeistert von den neuen Ergebnissen", sagte Co-Autor Panagiotis Spentzouris, Leiter des Fermilab-Quantenwissenschaftsprogramms, in einer Pressemitteilung. "Dies ist eine Schlüsselleistung auf dem Weg zum Aufbau einer Technologie, die die Art und Weise, wie wir globale Kommunikation betreiben, neu definieren wird."
Der jüngste Durchbruch bei Fermilab ist nur einer von mehreren jüngsten Fortschritten im Quantencomputing. Forscher der University of Science and Technology of China in Hefei haben einen Quantencomputer entwickelt, der 100 Billionen Mal schneller ist als die schnellsten Supercomputer. Quantencomputer ermöglichen eine andere Klasse von Algorithmen, die für klassische Computer unmöglich sind.
Quantum könnte Sicherheit brechen
Ein Nebeneffekt für Benutzer mit dem Aufkommen von Quantencomputern ist, dass aktuelle Sicherheitssysteme leicht zu knacken sein könnten. Quantum Computing könnte es böswilligen Hackern ermöglichen, Internetprotokolle wie HTTPS und TLS zu kompromittieren, die für sicheres Surfen, Online-Banking und Online-Shopping erforderlich sind, sagte Ulf Mattsson, Chief Security Strategist bei der Cybersicherheitsfirma Protegrity, in einem E-Mail-Interview.
"Diese Bedrohung könnte alles betreffen, von der militärischen Kommunikation bis hin zu Gesundheitsakten", fügte er hinzu. „Im Wesentlichen wären fast alle heutigen Systeme betroffen, die Sicherheit, Datenschutz oder Vertrauen erfordern.
Eine weitere Bedrohung durch Quantencomputer ist die Fähigkeit, viele, viele Permutationen auf einmal auszuprobieren, was bedeutet, dass jedes System, das "brute-forced" sein kann, besonders anfällig wäre. RSA zum Beispiel kann gebrochen werden, wenn Sie große Zahlen faktorisieren können; Technologien wie Elliptic-Curve Crypto (ECC) wären jedoch viel weniger anfällig."
Das U. S. National Institute of Standards and Technology (NIST) arbeitet an einem Post-Quanten-Kryptographie-Standard und plant, einen Entwurf in ein oder zwei Jahren zu veröffentlichen, sagte Mattsson.
Forscher der Technischen Universität Darmstadt haben neue Verfahren auf Basis der Gitterkryptographie evaluiert, die auch in der homomorphen Verschlüsselung beliebt ist. "Die neuen Methoden werden zu Webbrowsern und anderen Internetanwendungen hinzugefügt und in Standard-Internetprotokolle wie HTTPS integriert", fügte Mattsson hinzu.
Fast alle heutigen Systeme, die Sicherheit, Privatsphäre oder Vertrauen erfordern, wären betroffen.
Niemand weiß, wie bald Quantencomputer eine Bedrohung für die Daten der Benutzer darstellen werden, sagen Experten. „Wir können nur raten“, sagte Datensicherheitsexperte Alan Myers in einem E-Mail-Interview.
Die leistungsstärksten derzeit gebauten Quantencomputer haben alle weniger als 100 Qubits. IBM verspricht einen 1.000-Qubit-Computer bis 2023. "Forscher schätzen, dass sie einen Quantencomputer mit mehreren tausend Qubits brauchen werden, um aktuelle Verschlüsselungsstandards brechen zu können", fügte Myers hinzu.
Die einzige Möglichkeit, Internetnutzer zu schützen, besteht darin, Systeme zu verwenden, die Quantencomputer verwenden, "um sozusagen Feuer mit Feuer zu bekämpfen", sagte Ahmad Malkawi, CEO von Global Telecom, einem Unternehmen für das Internet der Dinge, in einer E-Mail Interview. Forscher arbeiten an einem Quanten-Zufallszahlengenerator (QRNG) mit echten Zufallsschlüsseln, der in den nächsten Jahren auf den Markt kommen soll, sagte er.
Quantum Computing ist seit Jahrzehnten ein weit entfernter Traum. Jetzt, wo Quantencomputer der Realität näher kommen, sollten Benutzer gründlich über die Sicherheit ihrer Daten nachdenken.
