Am 15. Februar berichtete Professor Dr. Steffen Reith über Quantencomputing. Mehr als 40 Besucher warteten gespannt auf Informationen zu diesem interessanten Thema. Schwerpunkt seiner Ausführungen war zu erklären, inwieweit Quantencomputer „besser“ sind, als heutige übliche Computer und was das vor allem für den Datenschutz bedeutet.
Steffen Reith, der sich als theorethischer Informatiker viel mit Kryptographie, der Verschlüsselung von Daten, beschäftigt, wollte zeigen, was Quantencomputer hier deutlich besser können, und nicht wie sie es können. Das wie sei mehr die Sache der Physiker. Vielleicht werden wir irgendwann einen Vortrag bei WiTechWi zu dieser Seite des Problems hören dürfen.
Zunächst erfuhren die Zuhörer etwas über Berechenbarkeit. Jeder Computer ist nur eine Rechenmaschine. Ein Computerprogramm gibt Rechenanweisungen, nach denen der Computer Eingaben Verarbeitet und ein Ergebnis ausgibt. Entscheidend zur Lösung von Problemen ist also, ob es dazu einen Algorithmus, eine Rechenanweisung, gibt. Wie dann gerechnet wird, beschreibt das Berechenbarkeitsmodell. Das wiederum hängt auch von den technischen Möglichkeiten der Rechenmaschine ab.
Hier liegen eindeutig die Vorteile des Quantencomputers. Man glaubt, dass er schneller rechnen kann. Warum weiß man das nicht? Die Antwort ist, dass es bis heute nur sehr einfache Quantencomputer gibt, die die Möglichkeit dieser Technik noch lange nicht ausschöpfen. Steffen Reith erklärte dem staunenden Publikum den grundlegenden Unterschied beim Rechnen zwischen „normalen“ Computern und Quantencomputern.
Herkömmliche Computer rechnen mit binären Zahlen. Diese Zahlen haben zwei Ziffern: 0 und 1. Das entspricht technisch An und Aus. Eine Folge von Nullen und Einsen können jede reelle Zahl darstellen. Diese Nullen oder Einsen nennt man Bit.
Quantencomputer nutzen es aus, dass Quantensystem gleichzeitig sowohl im Zustand 0 als auch im Zustand 1 sein können. Dieses nennt man dann QuBit (Quantenbit). Ein QuBit hat im einfachsten Fall den Zustand 0 und den Zustand 1 mit gleich großer Wahrscheinlichkeit. Auf dieser Basis kann man rechnen.
Steffen Reith zeigte dazu ein einfaches Beispiel und wie man diese Art zu rechnen in Quantencomputern nutzen kann. Das ist in der Präsentation des Vortrags, die unter witechwi.de abgerufen werden kann, nachlesbar. Der Computer-Experte zeigte dann, dass diese neue Art zu rechnen tatsächlich eine schnellere Art zu rechnen ist. Datenverschlüsselung beruht darauf, dass man zum Entschlüsseln bei manchen Verfahren nicht unbedingt den Schlüssel braucht. Wenn man lange genug rechnet, könnte man bei diesen Verschlüsselungsmethoden auch ohne Schlüssel den Code knacken.
Bisher gibt es aber noch keine Rechner, die mit vertretbar wenig technischem Aufwand dazu schnell genug rechnen können. Wenn es aber gelingt, leistungsfähige Quantencomputer zu bauen, die Möglichkeit besteht laut Steffen Reith durchaus, dann funktioniert die sogenannte Asymmetrische Kryptografie, die heute noch vielfach zu Datenschutz verwendet wird, nicht mehr. So versuchen heute Wissenschaftler wie Steffen Reith neue Verschlüsselungsverfahren zu entwickeln, die auch von Quantencomputern nicht geknackt werden können. Da es im „Computeruniversum“ immer mehr persönliche und vertrauliche Daten gibt, ist das eine kaum zu unterschätzende Aufgabe. red