Experten-Entwarnung

Warum der Quantencomputer auch für die NSA noch nicht in Reichweite ist

| Autor / Redakteur: Peter Koller / Nico Litzel

Christoph Becher ist einer von fünf Quantenphysikern an der Saar-Uni, die den Stand der Technik in Sachen Quantencomputer beurteilen können.
Christoph Becher ist einer von fünf Quantenphysikern an der Saar-Uni, die den Stand der Technik in Sachen Quantencomputer beurteilen können. (Oliver Dietze)

Steht die NSA schon kurz vor der Entwicklung eines Quantencomputers, mit dem sich jede Verschlüsselung in kürzester Zeit knacken lässt? Deutsche Experten geben Entwarnung.

Medien berichteten kürzlich unter Berufung auf die Snowden-Unterlagen über die Entwicklung eines Supercomputers auf Grundlage der Quantentechnologie, mit dem der US-Geheimdienst NSA sämtliche Kommunikation der Welt mitlesen könnte, egal, wie gut sie auch verschlüsselt wäre. Saarbrücker Physiker sehen für solche Bedenken derzeit keine Grundlage. „Es ist nichts bekannt geworden, was solche Befürchtungen auslösen sollte“, sagt Jürgen Eschner.

Der Professor für Quanten-Photonik ist einer von fünf Experten an der Saar, die sich im Schwerpunkt Quantenoptik und -information um die Welt der kleinsten Teilchen kümmern. Damit ist Saarbrücken einer der wenigen Orte bundesweit, die sich in dieser intensiven Weise dem Thema widmen.

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Hintergrund Quantentechnologie

„Das heute gängigste Verschlüsselungsverfahren, die RSA-Kryptografie, basiert auf der Multiplikation zweier Primzahlen. Das ist eine Rechenaufgabe, die sehr leicht durchzuführen ist, aber sehr schwer umzukehren ist“, erklärt Frank Wilhelm-Mauch, Professor für Quanten- und Festkörpertheorie an der Saar-Uni.

„Wenn man zum Verschlüsseln beispielsweise eine 100-stellige Zahl als Produkt zweier Primzahlen erhält und ein Codeknacker eine Stunde mit einem herkömmlichen Supercomputer braucht, um die Zahl in ihre beiden Primfaktoren zu zerlegen, so braucht er bei einer 101-stelligen Zahl bereits 1000 Stunden und bei einer 102-stelligen Zahl bereits eine Million Stunden. Das bedeutet also: Der Codierer gewinnt das Wettrüsten.“

Sein Kollege Christoph Becher, Professor für Quantenoptik, erklärt, worin vor diesem Hintergrund theoretisch die Gefahr eines Quantencomputers liegt: „Für einen Quantencomputer existiert – auf dem Papier – ein Algorithmus, der diese Primfaktorzerlegung effizienter und damit in kürzerer Zeit als ein herkömmlicher Computer erledigen kann.“ Auch wenn man die Zahl um ein paar Stellen länger machte, dauerte es nur wenig länger, bis ein serienreifer Quantencomputer die Verschlüsselung geknackt hätte.

Noch sind Papier und Bleistift schneller

Es gibt allerdings zwei Gründe, weshalb die Saarbrücker Experten solche Erwartungen an einen Quanten-Supercomputer für übertrieben halten: „Der größte Quantencomputer, den es bisher gibt, umfasst gerade einmal 14 Quanten-Bits, und die größte Primzahlfaktorisierung, die man bislang mit einem Quantencomputer berechnen konnte, ist 15 = 3*5. Anders gesagt: Mit Papier und Bleistift könnte man Codes derzeit noch deutlich besser brechen als mit der Quantentechnologie“, sagt Frank Wilhelm-Mauch.

Heute gängige Verschlüsselungsverfahren verwenden Zahlen mit mehr als 100 Stellen. „Um solche Zahlen effizient in ihre Primfaktoren zu zerlegen, bräuchte man Computer mit Tausenden Q-Bits, die alle perfekt funktionieren“, so der Experte. Und davon ist die technische Entwicklung noch weit entfernt: „Verglichen mit der Entwicklung der herkömmlichen Computertechnologie sind wir auf dem Gebiet der Quantencomputer irgendwo bei den Elektronenröhren der 50er-Jahre“, erklärt Christoph Becher.

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