Verschlüsselungsalgorithmen sind von entscheidender Bedeutung in der modernen digitalen Welt. Sie sichern häufig finanzielle Transaktionen und authentifizieren Nutzer im Internet. Krytopgraphie schützt so wichtige Daten. Der Gedanke – dass herkömmliche Verschlüsselungsverfahren durch immense Rechenzeiten gesichert werden – ist jedoch beunruhigend.
Schnelligkeit der Quantencomputer
Klassische Computer benötigen für die Entschlüsselung Tausende von Jahren. Quantencomputer könnten diesen Prozess theoretisch erheblich beschleunigen. Bislang existieren jedoch keine Quantencomputer die stark genug wären um diese Technologie effektiv einzusetzen.
Erfolg eines chinesischen Forschungsteams
Kürzlich hat ein Forschungsteam aus China gezeigt, ebenso wie ein moderner Verschlüsselungsalgorithmus durch einen Quantencomputer angegriffen werden kann. Das Branchenportal The Quantum Insider berichtet darüber. Das Team hat zwar keine spezifischen Passcodes geknackt. Dennoch bewertet die South China Morning Post den Angriff als "reale und erhebliche Bedrohung" – insbesondere für Bereiche wie das Bankwesen und das Militär.
Der Quanten-Annealer von D-Wave
Der Angriff wurde nicht von einem universellen Quantencomputer durchgeführt. Stattdessen nutzten die Forscher einen sogenannten "Quanten-Annealer" des kanadischen Herstellers D-Wave. D-Wave war das erste Unternehmen, das kommerziell verfügbare Quantencomputer anbot. Auf den D-Wave-Prozessoren können jedoch nur spezielle Optimierungsprobleme gelöst werden. Das Herumformen der Probleme in Optimierungsfragen stellt eine Herausforderung für Programmierer dar.
Die technischen Einzelheiten des Angriffs wurden von Wang Chao von der Universität Shanghai und seinem Team im Chinese Journal of Computers veröffentlicht.
Fortschritte in der Quantenangriffstechnologie
Die Autoren der Studie betonen – obwohl keine spezifischen Passwörter entschlüsselt wurden – dass sie näher an einer Lösung waren als jemals zuvor. Die Fortschritte in der Technologie könnten zu stärkeren Angriffsmaßnahmen mithilfe von Quantencomputern führen.
Funktionsweise des Quanten-Annealers
Der D-Wave-Advantage Quantenchip hat die bemerkenswerte Fähigkeit, 5000 Qubits zu nutzen. Diese Qubits sind technisch gesehen deckungsgleich die von Google & IBM. Aber im Gegensatz zu diesen lassen sich die D-Wave-Qubits nicht einzeln ansteuern. Stattdessen werden alle gleichzeitig aktiviert.
Der Begriff "Annealing" stammt ursprünglich aus der Werkstoffkunde. Er beschreibt den Prozess der Wärmebehandlung von Materialien. Dabei werden Defekte – wie Spannungen oder Fehlstellen in der Kristallstruktur – bei hohen Temperaturen behoben. Um einen stabilen Zustand zu erreichen, muss das Material anschließend langsam abkühlen. Der Quantenchip von D-Wave simuliert diesen Prozess und nutzt das Tunneln der Qubits zwischen verschiedenen energetischen Zuständen – eine beeindruckende Innovation in der Quantencomputing-Technologie.
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