COMPAREX AG
Quantum Computing: Die Zukunft der IT-Welt (Header)

Quantum Computing und Qubits: Die Zukunft der IT-Welt

Quantum Computing und Qubits sollen die IT-Welt in den nächsten Jahren drastisch verändern. Wir erklären die Grundlagen der lang erwarteten Technologie und verdeutlichen Vor- und Nachteile. Außerdem setzen wir uns mit den entsprechenden Sicherheitsbedenken auseinander.

Ein Blogbeitrag der COMPAREX Redaktion

Quantum Computing und Qubits: Was ist das eigentlich?

Normalerweise werden Daten in Bits gespeichert. Diese Bits können in zwei Zuständen vorkommen: Einsen (1) und Nullen (0), Aus oder An. Quantum Computing basiert hingegen auf Qubits (Quantenbits). Im Gegensatz zu Bits können Qubits mehr Informationen als nur 1 und 0 speichern. Sie nutzen einzigartige Features und können so in 1 und 0 oder einer Überlagerung dieser Werte existieren. Somit ist es möglich, dass Qubits beide Stati gleichzeitig annehmen können.

Eine detaillierte Erklärung würde uns in die Quantenmechanik führen, die bereits Einstein als „gespenstisch“ bezeichnete. Für unseren Zweck kann folgender Vergleich hilfreich sein: Stellen Sie sich eine Kugel vor, bei der sich im klassischen Zustand die 1 und die 0 an jeweils einem Pol befinden. „Einfache“ Bits kommen quasi  auf der einen oder anderen Seite vor. Qubits können sich hingegen auf jedem Punkt der Sphäre befinden, was einen Quantencomputer deutlich leistungsstärker macht.

Eben weil Qubits in mehreren Zuständen gleichzeitig vorkommen können, weisen sie inhärente Parallelität auf. Dies bedeutet: Während ein klassischer Computer nur an einer Sache gleichzeitig arbeiten kann, können Quantencomputer Millionen Dinge zur gleichen Zeit machen.

Warum der ganze Aufruhr um Quantum Computing?

Experten bewerten Quantum Computing als großen Einschnitt im Computer-Bereich. Laut Mitch Daniels, Präsident der Purdue University, ist Quantum Computing „eine weitere Explosion im Bereich der Rechenleistung, ähnlich wie die Entwicklung des Silizium Chips“. Die Purdue University im US-amerikanischen West Lafayette unterzeichnete unlängst eine fünfjährige Quantenkooperations-Vereinbarung mit Microsoft.

Die kanadische Firma D-Wave verkauft schon seit einigen Jahren Quantencomputer. Die Preisvorstellung ist jedoch noch enorm hoch, so dass ein kommerzieller Verkauf nahezu unmöglich ist. Jedoch kämpfen innovative Unternehmen heute schon um die Vormacht in diesem Unternehmensfeld. Auch die Wissenschaft macht große Fortschritte.

Unter anderem folgende Unternehmen beschäftigen sich mit Quantum Computing (die Mehrheit der großen Player ist dabei): Microsoft, IBM-Q (Quantum Computung as-a-Service), 1Qbit, Rigetti Computing, Intel, AT & T (arbeiten an Quanten-Vernetzung mit CALTECH). Die NSA soll ihre eigenen Quantengeräte bauen. Zudem soll auch In-Q-Tel, eine von der CIA finanzierte Venture-Firma, im Spiel sein.

Google möchte bis Ende dieses Jahres auf 49-Qubit-Prozessoren umrüsten. Dies ist ein markanter Durchbruch, der die Rechenleistung der aktuellen 20-Qubit-Prozessoren verdoppeln würde. Die meisten Experten sind sich einig, dass der Bau von Quantencomputern derzeit mehr eine technische als eine konzeptionelle Herausforderung ist.

Quantum Computing: Pro und Contra

Zunächst werden Quantencomputer wahrscheinlich im Big Data Bereich eingesetzt. Große Datenmenge können diese Rechner kinderleicht bearbeiten. Mögliche Einsatzgebiete wie unter anderem die Wettervorhersage, Gentechnik, Krebsforschung und Teilchenphysik könnten positiv beeinflusst werden.

Die große Herausforderung besteht darin, Tools zu entwickeln, die das Coden der Supercomputer ermöglichen bzw. erleichtern. Microsoft entwickelt derzeit „LIQUi|>“ (gesprochen Liquid), eine Software Architektur und Toolsuite speziell für Quantencomputer. Das Problem an der Superposition ist nämlich, dass der Weg, den die Daten von der Eingabe bis zur Ausgabe zurücklegen, sogar von Programmierern nicht beobachtet werden kann. Das macht verschiedene Programmierprozesse enorm kompliziert – speziell im Bereich des Debuggings.

Während Quantencomputer vor allem in den Bereichen der Medizin, künstlichen Intelligenz und Prozessentwicklung für Durchbrüche sorgen können, können sie natürlich auch für cyberkriminelle Aktivitäten missbraucht werden.

Wie sicher ist Quantum Computing?

Unsere „klassischen“ Rechner haben enorme Schwierigkeiten komplexe, mathematische Probleme in einer gewissen Zeitspanne zu lösen. Das betrifft besonders Verschlüsselungen im E-Commerce- und Banking-Bereich. Mit Quantencomputer ist dies wesentlich einfacher. Sie sind sogar richtig gut darin.

Die Cloud Security Alliance behauptet aber, dass innerhalb der nächsten 15 Jahre alle PKI (public-key-infrastructure), die auf Online-Security basieren, mit großen Folgen für die Weltwirtschaft geknackt werden. Das Global Risk Institute sagt dasselbe voraus.

Einige Firmen, darunter auch Google, arbeiten bereits an einer quantenresistenten Verschlüsselung, basierend auf „qubit-cryptography“. In China hat sich vor kurzem „Micius“, der erste Quantensatellit, auf dem Weg ins All gemacht. Dieser soll nach eigenen Aussagen unhackbar sein.

Kurzum: Es beginnt also eine neue, vielversprechende Ära des Computings. Jedoch ist eine effektive Quantencomputer-Sicherheit notwendig, damit unsere digitalen Interaktionen gestärkt und nicht geschwächt werden.

Sie sorgen sich um Ihre IT-Sicherheit?

Gern unterstützen wir Sie bei Ihren Projekten rund um Netzwerk- und Datensicherheit! Informieren Sie sich hier über das Leistungsportfolio von COMPAREX in diesem Bereich. Sie haben Fragen oder wünschen eine persönliche Beratung? Kein Problem. Kontaktieren Sie uns.

Alle Informationen zu Netzwerk- und Datensicherheit

Diesen Artikel teilen

Artikel vom:
17.08.2017

geschrieben von:

TAGS:
IT-Trends, Security

Thema:

Kommentieren sie diesen Artikel...

© COMPAREX AG
Zurück nach oben