Der Traum von todsicheren Daten

Quantencomputer sollen dereinst weit schneller arbeiten als herkömmliche Rechner – dank verblüffender Effekte in der Welt der kleinsten Teilchen. Doch solche Computer könnten sensible Daten auch weitaus sicherer machen als heute.

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Wie funktioniert Quanten-Kryptographie?

1:05 min, vom 31.8.2015

Sensible Informationen werden heute im Netz verschlüsselt. Ein Standard, der sich hier etabliert hat, ist die sogenannte RSA-Verschlüsselung. Sie basiert im Kern auf Primzahlen: Werden zwei sehr grosse Primzahlen miteinander multipliziert, entsteht eine sogenannte Semi-Primzahl. Von einer so riesigen Zahl auf ihre beiden Bestandteile zu schliessen, ist knifflig. Das wird genutzt, um – kombiniert mit weiteren mathematischen Verfahren – Semi-Primzahlen zu erstellen, die sich mit herkömmlichen Rechnern gar nicht mehr in ihre Multiplikatoren zerlegen lassen.

Multitalent Quantencomputer

Doch die RSA-Verschlüsselung steht auf dem Prüfstand, denn neue Methoden aus der Quantenphysik könnten die Datensicherheit neu definieren. Weltweit arbeiten Forscher an Quantencomputern, die nicht mehr Rechenschritt für Rechenschritt, also linear abarbeiten. Sondern aufgrund des Quanten-Parallelismus auf mehreren Ebenen gleichzeitig: So würden sie komplexe, zeitaufwändige Berechnungen in sehr viel kürzerer Zeit erledigen.

Kryptographie mit physikalischen Effekten

Quantencomputer könnten aber auch eine sehr viel stärkere Verschlüsselung von Daten erlauben – mit Hilfe der «Quanten-Kryptographie». Diese Methode soll in der Theorie sogar absolute Sicherheit garantieren. Denn es ist ein fundamental anderes Verschlüsselungssystem, das nicht auf der Schwierigkeit mathematischer Probleme basiert, sondern auf den Gesetzen der Physik. Auch an der ETH Zürich wird auf dem Gebiet geforscht.

Wie das Prinzip funktioniert, erklärt der renommierte Informatiker und Physiker Seth Lloyd vom Massachussetts Institute of Technology (MIT), ein Pionier auf dem Gebiet der Quanteninformatik im Video oben.

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