Zusammenfassung
Im weltweiten Wettlauf um die Entwicklung nützlicher Quantencomputer (QC) müssen diese Computer miteinander verbunden werden, damit sie Quanteninformationen austauschen können. Das Quanteninternet (QI) bietet diese Möglichkeit, indem es Quantenverschränkung nutzt und es Quantencomputern ermöglicht, neue Anwendungen der Quanteninformatik in den Bereichen der Rechengeschwindigkeit, des Datenschutzes und der Sicherheit zu erschließen. Da die derzeitigen Verschlüsselungsstandards Gefahr laufen, von Quantencomputern geknackt zu werden, ist der erste Schritt auf dem Weg zu einem QI die Einführung einer quantensicheren Verschlüsselung und Kommunikation durch Quantenschlüsselverteilung (Quantum Key Distribution, QKD). Da QKD-Produkte bereits im Handel erhältlich sind, werden derzeit QKD-Netze aufgebaut, auch mit staatlicher Unterstützung. Fortgeschrittenere Funktionen des QI werden durch die Verbindung von QCs durch Quantenverschränkung ermöglicht, sodass sie Quanteninformationen austauschen können. Dies wurde bereits in akademischen Umgebungen gezeigt und die Kommerzialisierung des QI steckt noch in den Kinderschuhen, hat aber das Potenzial, eine bahnbrechende Technologie für das Quantencomputing zu werden.
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Notes
- 1.
Stellen Sie sich vor, dass ein Hacker, der heute verschlüsselte Daten stiehlt, in der Zukunft, wenn er Zugang zu einem leistungsstarken Quantencomputer hat, in der Lage sein wird, sensible Daten wie nationale Sicherheitsdaten, Daten aus dem Gesundheitswesen und Bankgeschäfte aufzudecken.
- 2.
Und wahrscheinlich viele, deren Aufenthaltsort wir aus Gründen der nationalen und geschäftlichen Sicherheit nicht kennen.
- 3.
Bei den „QKD-Boxen“ für die gemeinsame Nutzung von Schlüsseln handelt es sich nach wie vor um spezielle und relativ kostspielige Geräte, aber auch für den Zugang zu einem Glasfasernetz, über das diese gemeinsame Nutzung von Schlüsseln erfolgen kann, fallen zusätzliche Kosten an. Mit zunehmender Verbreitung ist natürlich zu erwarten, dass die Gemeinkosten des QKD-Netzes und die Kosten für die Hardware für die gemeinsame Nutzung von Schlüsseln sinken werden.
- 4.
Bei normalen Münzwürfen ist es statistisch gesehen unmöglich, eine perfekte Korrelation der Ergebnisse zu erzielen, bestenfalls kann man eine Korrelation von 50 % erreichen. Qubits hingegen können theoretisch jederzeit eine Korrelation von 100 % erreichen, was die verblüffende Eigenschaft der Verschränkung zeigt.
- 5.
Ein wichtiger Hinweis: Teleportation geschieht nicht sofort, es ist immer noch eine „klassische“ Rückkopplung erforderlich, um das teleportierte Qubit zu verifizieren, sodass die Kommunikationsgeschwindigkeit immer noch durch die Lichtgeschwindigkeit begrenzt ist.
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van der Enden, K., Kozlowski, W. (2022). Das Quanteninternet: neue Möglichkeiten der Kommunikation. In: Wilms, A., Neukart, F. (eds) Chancen und Risiken von Quantentechnologien. Springer Gabler, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-658-37534-8_18
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