Quantencomputing – ist das im Jahr 2025 nicht nur etwas für Wissenschaftler und „Nerds“? Im Gegenteil!
Im Interview mit Lukas Meinl, Cyber Security Architect bei SVA System Vertrieb Alexander, erfährst du, was diese Technologie so besonders macht, bei welchen Aufgaben sie gängige Computer übertrifft (und bei welchen nicht) und warum sich Unternehmen heute schon damit beschäftigen sollten: „Quantencomputer könnten in der Lage sein, gängige Verschlüsselungsverfahren wie RSA, in absehbarer Zeit zu brechen und damit sensible Daten zu gefährden, die heute als sicher gelten.“
Lukas, du arbeitest als Cyber Security Architect bei SVA System Vertrieb Alexander und beschäftigst dich in dem Rahmen auch mit den Auswirkungen von Quantencomputing auf Cyber Security. Kannst du zu Beginn kurz erläutern, was einen Quantencomputer so besonders macht?
Quantencomputer nutzen die Prinzipien der Quantenmechanik, um Berechnungen auf eine Weise durchzuführen, die „klassischen“ Computern unmöglich ist. Während diese mit Bits arbeiten, die nur die Zustände 0 oder 1 annehmen können, verwenden Quantencomputer sogenannte Qubits.
Das Besondere: Qubits können dank eines Prinzips namens Superposition nicht nur 0 oder 1 sein, sondern auch eine Kombination aus beidem – sie befinden sich gewissermaßen in einem Schwebezustand zwischen 0 und 1. Mit jedem zusätzlichen Qubit verdoppelt sich die Anzahl der Zustände, die der Quantencomputer gleichzeitig in seine Berechnung einbeziehen kann. Ein klassischer Computer mit 10 Bits kann beispielsweise zu jedem Zeitpunkt nur einen von 2^10 (also 1024) möglichen Werten verarbeiten. Quantencomputer mit 10 Qubits können im selben Zeitraum alle 1024 dieser Zustände gleichzeitig in seine Berechnungen einfließen lassen. Dies eröffnet einen Weg zu potenziell massiven Geschwindigkeitssteigerungen für bestimmte, komplexe Problemstellungen.
Quantencomputer ermöglichen somit potenziell enorme Geschwindigkeitsvorteile bei bestimmten komplexen Problemen.
Welche Art von Problemen sind das konkret?
Das reicht von der Optimierung komplexer Logistikketten über die Entwicklung neuer Medikamente und Materialien bis hin zur Finanzmodellierung. Allerdings ist es wichtig zu verstehen, dass Quantencomputer nicht bei allen Aufgaben schneller sind.
Welche zum Beispiel?
Ganz einfache Alltagsaufgaben wie Textverarbeitung, das Abrufen von Webseiten oder auch viele Datenbankabfragen werden weiterhin von herkömmlichen Computern effizienter erledigt. Quantencomputer spielen ihre Stärken bei sehr spezifischen, rechenintensiven Problemen aus, bei denen klassische Algorithmen signifikant, oftmals exponentiell mehr Zeit benötigen.
Wie leistungsfähig sind Quantencomputer schon?
IBM hat beispielsweise Ende 2023 Prozessoren wie den „Condor“ mit über 1.000 Qubits und den „Heron“ mit deutlich verbesserter Fehlerreduktion vorgestellt. Google und Microsoft arbeiten ebenfalls seit Jahren an leistungsfähigen Quantenchips. Allerdings sind auch diese fortschrittlichen Systeme noch fehleranfällig und für viele Praxiseinsätze, die eine hohe Präzision erfordern, noch nicht stabil genug.
Kommen wir zum Thema Cyber Security, der Bereich, in dem du ja arbeitest: Welche konkreten Risiken bringt hier das Quantencomputing mit sich?
Quantencomputer könnten in der Lage sein, gängige Verschlüsselungsverfahren wie RSA in absehbarer Zeit zu brechen. Das bedeutet, dass sensible Daten, die heute als sicher gelten, in Zukunft gefährdet sein könnten.
Welche Branchen sind hier besonders betroffen?
Viele denken da an die Finanz- und Rüstungsindustrie oder das Gesundheitswesen, aber im Grunde betrifft es alle Branchen, die Kryptografie zum Schutz ihrer Daten einsetzen. Das ist ein breites Spektrum, sei es für sensible Kundendaten und deren Verarbeitung, die Verschlüsselung von Online-Zahlungen und Dinge wie sichere E-Mail- oder Chat-Verbindungen.
Sind sich Unternehmen diesem Risiko bewusst?
Nein, viele haben das aktuell noch nicht auf dem Schirm. Oft fehlt es an grundlegendem Wissen darüber, wo im eigenen Unternehmen überhaupt Verschlüsselung eingesetzt wird.
SVA unterstützt Unternehmen, wie sieht das konkret aus?
Wir helfen Unternehmen, sich auf diese neue Ära vorzubereiten. Das beginnt mit der Bestandsaufnahme und geht über die Risikobewertung bis hin zur Priorisierung und Umsetzung. Im Bereich der Cyber Security beispielsweise zu analysieren, welche Krypto-Verfahren im Einsatz sind und welche Prozesse damit aktuell verschlüsselt werden.
Wann rechnest du mit einem breiten Einsatz von Quantencomputern?
Während der Bau eines Quantencomputers in ausreichender Größe inklusive Fehlerkorrektur bisher ein Problem der Grundlagenforschung war, ist es nun zu einer Fragestellung für die Ingenieurskunst geworden. Daher erwarte ich den ersten fehlerkorrigierten Quantencomputer zum Ende des Jahrzehnts und somit einen breiten Einsatz in den 2030ern, wobei technologische Sprünge natürlich schwer vorherzusagen sind, wie wir jetzt ja beim Thema KI sehen.
Du hältst am 25. Juni in Würzburg im Rahmen des IT Symposiums von SVA einen Vortrag zu „Der Schutz vor dem Quantensprung – wie Quantencomputer die Cyber-Sicherheit verändern!“ Kannst du mehr dazu sagen?
Mit meinem Vortrag möchte ich ein Bewusstsein für die möglichen Bedrohungen durch Quantencomputer schaffen und erste Antworten auf die Frage liefern, wo Handlungsbedarf besteht und was man jetzt tun kann und tun sollte, um kein böses Erwachen zu erleben.
Danke dir für diese interessanten Einblicke!