- By Sheraz
Quantencomputer könnten diese Probleme jedoch in relativ kurzer Zeit lösen. Das betrifft insbesondere die weit verbreitete RSA-Verschlüsselung, die für die Sicherheit im Internet von entscheidender Bedeutung ist. Die Simulation komplexer Klimamodelle ist eine der rechenintensivsten Aufgaben in der Wissenschaft. Quantencomputer könnten diese Simulationen erheblich verbessern, indem sie mehr Variablen und komplexere Wechselwirkungen berücksichtigen.
Algorithmen wie RSA und ECC, das Rückgrat der modernen Kryptografie, sind anfällig für groß angelegte Quantenangriffe. Obwohl es noch keinen Computer gibt, der robuste Passwörter aus der realen Welt knacken kann, muss die Planung schon heute beginnen. Parallel dazu erfordert das Training autonomer Systeme enorme Rechenressourcen. Quantenbeschleuniger könnten Trainingszyklen für bestimmte Aufgaben verkürzen., wodurch die Modellvalidierung für das Fahren oder die fortgeschrittene Mobilität mit der Weiterentwicklung von Techniken und Hardware beschleunigt wird. Kleine Fortschritte bei der Vorhersage könnten also zu großen Einsparungen und einer besseren Vorbereitung auf Extremereignisse führen. In der Praxis bedeutet dies jedoch nicht, dass Quantencomputer ein universeller Ersatz für klassische Computer sind.
Die Erforschung von Quantentechnologien verändert unsere Sicht auf die Informationsverarbeitung. Klassische Computer verwenden Bits, aber Quantencomputer verwenden Qubits. Diese Qubits können sich dank Superposition in mehreren Zuständen gleichzeitig befinden. So hat Google beispielsweise einen Quantencomputer entwickelt, der 100 Millionen Mal schneller ist als der schnellste klassische Computer.2. Quantencomputing ist eine aufstrebende Branche, die mit der Physik und der Informationstechnologie zusammenarbeitet.
QKD schützt zuverlässig vor Cyberangriffen durch Quantenmechanik und ist die Trendtechnologie für maximale Verschlüsselung. Die Umstellung auf quantensichere Technologien erfordert zwar Investitionen, ist aber unerlässlich für die langfristige Cybersicherheit im digitalen Zeitalter. Unternehmen sollten die Kosten für die Implementierung von neuen Sicherheitsmaßnahmen gegen die potenziellen Risiken von Datenverletzungen und Cyberangriffen abwägen. Langfristig gesehen können die Investitionen in Quantensicherheit zu einer erhöhten Vertrauenswürdigkeit und Wettbewerbsfähigkeit führen, da Kunden zunehmend Wert auf den Schutz ihrer Daten legen. Quantencomputer könnten die Sicherheit von Bitcoin gefährden, indem sie die Public-Key-Kryptographie knacken und Hash-Funktionen manipulieren, was zu gefälschten Transaktionen und gestohlenen Coins führen könnte.
Quantencomputer könnten die Sicherheit von Bitcoin gefährden, indem sie die Public-Key-Kryptographie knacken. Mithilfe des Shor-Algorithmus könnten sie private Schlüssel aus öffentlichen Schlüsseln ableiten und somit Transaktionen fälschen oder Coins stehlen. Sie glauben, dass die Krypto-Community schnell auf die Herausforderungen reagieren kann.
Doch mit Hilfe von Quantencomputern werden diese Herausforderungen gemeistert. Quantencomputing ist eine beispiellose Schöpfung von Kombinationen aus Mathematik, Quantenphysik und Informatik. Und eine weitere Bedrohung besteht darin, dass, auch wenn es nicht im Boden diskutiert wird, die Verschmelzung eines Quantencomputers mit künstlicher Intelligenz eine Katastrophe wäre.
Andere Techniken wie sichere Mehrparteienberechnung (MPC) und neue kryptografische Grundelemente gehören zu dem Arsenal, das wir häufiger sehen werden. In der Cybersicherheit ist sogar von einer „Quantenapokalypse“ die Rede, um das systemische Risiko zu unterstreichen. Böswillige Akteure können bereits heute verschlüsselte Daten erfassen und speichern, bis die Möglichkeit zur Entschlüsselung besteht. (eine Strategie, die als „Jetzt speichern, später entschlüsseln“ bekannt ist). Dies setzt Regierungen und Unternehmen unter Druck, auf quantenresistente Systeme umzusteigen, bevor rote Linien überschritten werden.
Sie bieten neue Ansätze und Lösungen, um die Sicherheit von Bitcoin und anderen Kryptowährungen zu stärken. Derzeit sind Quantencomputer noch nicht in der Lage, die für Bitcoin verwendeten Verschlüsselungsmethoden zu durchbrechen. Die bestehenden Quantencomputer haben nicht genügend Qubits und sind zu instabil, um solche komplexen Aufgaben zu bewältigen. Doch die Forschung schreitet schnell voran, und es ist nur eine Frage der Zeit, bis leistungsfähigere Quantencomputer entwickelt werden. Die Rechenleistung von Quantencomputern übertrifft die von klassischen Computern bei weitem.
Mit dem Aufkommen von Cybersicherheitsressourcen könnten sie immer ausgefeilter, komplexer und fortschrittlicher werden, um Quantenangriffen zu begegnen, indem sie sich selbst als Quantenkryptographie und so weiter verwenden. Diese großartige Erfindung sollte jedoch sowohl vorsichtig als auch fruchtvoll verwendet werden. Die derzeit verwendeten Verschlüsselungsmethoden können mit Hilfe von Supercomputern verletzt werden, obwohl dies einige Zeit in Anspruch nehmen kann. Mit der Quantenverschlüsselung können 100% unmögliche Verschlüsselungsmethoden erhalten werden. Wie bereits erwähnt, wären künstliche Intelligenzen mit der Superrechenleistung von Quantencomputern leistungsfähiger. Damit würden die Smart Cities, Smart Homes die Grenzen überschreiten, als wir je gedacht haben.
Im Gegensatz zu klassischen Computern, die mit Bits arbeiten, nutzen Quantencomputer sogenannte Qubits. Dank der Eigenschaften der Quantenmechanik, wie Superposition und Verschränkung, können Qubits viele Zustände gleichzeitig darstellen. Viele große Broker nutzen die Automatisierung, um Handelsportfolios zu optimieren, aber die KI wird weniger leistungsfähig, wenn die Handelsstrategien immer komplexer werden. In den folgenden Schritten wenden wir traditionelle Algorithmen an, um den minimalen Spannbaum im modifizierten Graphen zu finden. Ein klassischer Algorithmus, der hierfür verwendet wird, ist effizient und funktioniert gut im Kontext des Quantum CONGEST-CLIQUE-Modells.
Ein Quantencomputer mit dem Shor-Algorithmus könnte diese Aufgabe in einer viel kürzeren Zeitspanne erledigen. Diese Fähigkeit könnte die Grundlage vieler Verschlüsselungsmethoden gefährden, die auf der Schwierigkeit solcher Berechnungen basieren. Ein Quanten-Internet würde die Prinzipien der Quantenmechanik nutzen, um eine abhörsichere Kommunikation zu ermöglichen. China hat bereits einen Quantenkommunikationssatelliten ins All geschickt, und mehrere Länder arbeiten an Quanten-Netzwerken. In Zukunft könnten wir ein globales Quanten-Internet sehen, das eine völlig neue Ära der sicheren Kommunikation einläutet. Quantencomputer könnten komplexe Optimierungsprobleme in der Logistik lösen, wie zum Beispiel das berühmte „Travelling Salesman Problem“.
Quantencomputer könnten beispielsweise dabei helfen, komplexe logistische Systeme wie Verkehrsnetze zu optimieren oder die Entwicklungsdauer von Medikamenten zu reduzieren. Auch im Falle einer Pandemie könnten Quantencomputer nützlich sein und dabei unterstützen, schnellstmöglich die besten Strategien gegen eine Ausbreitung zu entwickeln. Die derzeitigen Quantencomputer sind noch sehr begrenzt in ihren Fähigkeiten und können nur sehr spezielle Aufgaben ausführen. Nichtsdestotrotz sind Quantencomputer von großem Interesse für Wissenschaft und Industrie – unter anderem aufgrund ihrer speziellen Architektur und ihres Potentials, bestimmte Aufgaben sehr schnell und effizient zu lösen. Experten gehen davon aus, dass sich die Fähigkeiten und Anwendungsbereiche von Quantencomputern in Zukunft weiter entwickeln werden.
Anstatt sich auf die logarithmischen Probleme einer ECC-Methode zu stützen, stützt sich die isogeniebasierte Kryptografie auf Isogenien oder Abbildungen zwischen den elliptischen Kurven. Wie bei der gitterbasierten Kryptografie könnten diese Berechnungen so schwierig sicherer service sein, dass sie quantenresistent wären. Das NIST forderte Kryptografen auf, mit der Erforschung und Entwicklung quantenresistenter Verschlüsselungsalgorithmen zu beginnen, und zog McEliece in Betracht. Allerdings hat das NIST diesen Algorithmus wegen seiner großen öffentlichen Schlüssel nicht standardisiert, aber er wird derzeit weiter geprüft. Böswillige könnten den Grover-Algorithmus auch nutzen, um Hash-Funktionen wie Secure Hash Algorithm 2 und 3 mit einem Quantencomputer zu knacken. Der Shor-Algorithmus könnte durch den Einsatz von Quantencomputern auch andere Verschlüsselungssysteme kompromittieren, darunter Diffie-Hellman und die Elliptische-Kurven-Kryptographie (ECC).
Professorin Catherine McGeoch von der Amherst University sagt, sie könnten tausendmal schneller arbeiten2. IBMs Quantum Experience ermöglicht die Nutzung eines 50-Qubit-Quantencomputers in der Cloud, aber er ist aufgrund von Fehlern noch nicht perfekt2. Die Quantencomputing-Technologie soll die Welt bis zum Jahr 2025 revolutionieren. In diesem Artikel werden die realen Anwendungen und Herausforderungen des Quantencomputings im Jahr 2025 erkundet. In der heutigen Zeit gewinnt Quantum Computing in verschiedenen Forschungsbereichen zunehmend an Bedeutung. Dieser Fortschritt ermöglicht es Wissenschaftlern, komplexe Probleme zu lösen, die mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu bewältigen wären.
Dies ermöglicht Forschern, schneller zu iterieren und viel tiefere Datenanalysen vorzunehmen. Kosteneffektivität ist ein weiterer Aspekt, der durch die erhöhte Effizienz von Quantum Computing erzielt werden kann, da die Ressourcen besser genutzt werden, was letztlich die Betriebskosten verringert. In der Astronomie revolutionieren Quantenalgorithmen die Berechnung und Analyse von Gravitationsfeldern sowie das Simulieren von Galaxien. Mit diesen leistungsfähigen Algorithmen können Wissenschaftler Daten viel schneller verarbeiten und präzisere Modelle entwickeln.
