Game Changer Quantencomputer?

Ein drohendes Szenario liegt in der Luft: Quantencomputer. Diese Rechner basieren auf Gesetzen der Quantenmechanik, die ihren ganz eigenen Regeln folgt und sich damit vielen Grundsätzen, die wir für gegeben halten, widersetzt. Eine der bekanntesten Veranschaulichungen der Eigentümlichkeiten dieser Quantenwelt ist Schrödingers Katze. Dieses rein theoretische Tier befindet sich mit einer tödlichen Dosis Gift in einem abgeschlossenen Behälter. Eine Apparatur setzt dieses Gift mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit frei – oder auch nicht. Außenstehende wissen also nicht, ob die Katze tot oder lebendig ist, bis sie die Kiste öffnen und nachsehen. Bis dahin ist die Katze „tot und lebendig“ zugleich. Das wirkt natürlich paradox und soll auch nur eine Veranschaulichung darstellen. Anders als Katzen können Quantenobjekte offenbar aber tatsächlich zwei Zustände gleichzeitig annehmen. Dieses Prinzip machen sich die Entwickler von Quantenrechnern zunutze: Anstelle klassischer Bits, die entweder den Zustand 1 oder 0 annehmen, operiert der Quantencomputer mit Quantenbits, die die Zustände 1 und 0 „gleichzeitig“ annehmen können, bis nachgemessen wird. Dadurch sind Quantencomputer wesentlich leistungsfähiger als die modernsten Supercomputer von heute.

Das ist insofern bedrohlich, als dass moderne Kryptografie auf komplexen mathematischen Problemen beruht: etwa der Zusammenhang zwischen privatem und öffentlichem Schlüssel bei asymmetrischer Kryptografie, der auch für elektronische Signaturen wichtig ist. Bei der Primfaktorzerlegung großer Zahlen beispielsweise ist es mit heutiger Technik nicht möglich, in kurzer Zeit den privaten aus dem öffentlichen Schlüssel zu errechnen. Doch was heute noch Jahre an Rechenzeit benötigen würde, könnten Quantencomputer binnen kürzester Zeit erledigen. Damit wären auf einen Schlag verschiedenste Verschlüsselungen nicht mehr sicher. Daher braucht es Verfahren, die auch für die neue Art von Rechnern bis auf weiteres nicht zu knacken sind. Post-Quantum-Algorithmen sind die Antwort, um auch weiterhin sichere Kryptografie und integre elektronische Signaturen garantieren zu können. Derartige Algorithmen werden zurzeit entwickelt und werden auch bei den Vertrauensdiensten Einzug halten, damit die Langzeitbeweiserhaltung weiterhin gegeben ist und Papierarchive endgültig Geschichte werden können.

Ingolf Rauh ist Product Manager bei Swisscom Trust Services