Quantencomputer werden von der IT-Branche als nächster Schritt in der Entwicklung digitaler Informationsverarbeitungstechnologien angesehen. Die Zukunft dieser Technologie verspricht ein Tool, das jedes moderne Computersystem von heute übertreffen kann und es ermöglicht, viel schneller und gleichzeitig viel mehr Informationen zu verarbeiten als jeder andere, selbst der leistungsstärkste Supercomputer.
Derzeit konzentriert sich der größte Teil der an solchen Entwicklungen beteiligten wissenschaftlichen Gemeinschaft jedoch auf das Endergebnis, das uns ein Quantensystem liefern kann. Wir wissen, dass Quantencomputer Informationen sehr effizient verarbeiten können, aber mit welcher Art von Daten wird dieses System effektiv sein? Interessanterweise wirft diese Unsicherheit einige interessante Fragen zum Potenzial eines solchen Instruments auf.
Im vergangenen Monat versammelten sich die klügsten Köpfe auf dem Gebiet der Entwicklung und Forschung der Quantentechnologie auf der nächsten internationalen Konferenz über Quantentechnologien in Moskau. Das Futurismus-Portal hat es auch geschafft, die Ausstellung zu besuchen und mit einigen Wissenschaftlern darüber zu sprechen, wie ihre Arbeit uns echten Quantencomputern näher bringt und welche Auswirkungen solche Entwicklungen auf die Gesellschaft haben werden.
Einer der interessantesten Diskussionspunkte wurde von Alexander Lvovskiy, Leiter der Forschungsgruppe für Quantenoptik am russischen Quantenzentrum und Professor für Physik an der Universität von Calgary (Kanada), angesprochen. Laut der Quelle sagte Lvovsky in einem Gespräch beim Abendessen, dass Quantencomputer eher ein Werkzeug der Zerstörung als der Schöpfung sind.
Was ist also falsch an Quantencomputern, dass ein sehr prominenter Wissenschaftler solche Behauptungen aufstellt? Im Allgemeinen läuft alles auf eine einzige Sache hinaus, die übrigens einer der potenziellen Vorteile ist, die uns die Quantentechnologie bieten kann - eine Revolution in der modernen Kryptographie.
Mit großer Macht kommt große Verantwortung
Heute werden alle vertraulichen Informationen, die über das Internet gesendet werden, verschlüsselt, um die an der Übertragung beteiligten privaten Parteien zu schützen. In einer Welt, in der es Hacker gibt, wird jedoch selbst die komplexeste Verschlüsselung früher oder später schwächer, und wir haben solche Beispiele bereits mehr als einmal gesehen. Laut Lvovsky wird der Prozess dieses Hackings dank Quantencomputer nur noch einfacher und viel schneller.
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Der Wissenschaftler stellt fest, dass keine heute existierende Verschlüsselungsmethode der Rechenleistung eines Quantencomputers widerstehen kann. Krankenakten, Finanzinformationen, jedes Geheimnis des Staates und der Militärorganisationen werden in diesem Fall buchstäblich vor jedem auf einem Silbertablett liegen. Mit anderen Worten, Technologie kann eine Bedrohung für die ganze Welt darstellen. Und was interessant ist, andere Experten stimmen Lvovskys Meinung zu.
„Bis zu einem gewissen Grad hat er recht. Wenn Sie versuchen, die heutigen "Quantencomputer" mit echten Computern zu verwechseln, werden Sie wirklich nicht viel erreichen. Dies kann sich jedoch sehr bald ändern “, kommentierte Venjamin Rosenfeld, Professor für Physik an der Universität München, in einem Interview mit Futurism.
Um es endlich zu verstehen, sollte darauf hingewiesen werden, dass bisher nur zwei Quantenalgorithmen erstellt wurden. Einer erlaubt einem Quantencomputer, eine Datenbank zu durchsuchen, der andere erlaubt Shors Algorithmus, zerlegt Zahlen in Primfaktoren und kann von einem Quantencomputer verwendet werden, um die Verschlüsselung zu unterbrechen.
Es ist bemerkenswert, dass der Mitbegründer des russischen Quantenzentrums Mikhail Lukin, Leiter der Forschungsgruppe am Labor für Quantenoptik der Harvard University, während der Konferenz bekannt gab, dass er einen 51-Qubit-Quantencomputer entwickelt und erfolgreich getestet hat und ihn künftig zum Ausführen von Shors Algorithmus verwenden wird.
Vladimir Shalaev, Mitglied des internationalen Beirats des russischen Quantenzentrums und Professor für Elektro- und Computertechnik an der Purdue University, geht dieses Problem subtiler an und sagt, dass Quantencomputer kein Werkzeug zur Zerstörung oder Schöpfung sind. Es ist alles zusammen.
„Ich würde ihm nicht zustimmen. Ich denke, ich würde sagen, dass jeder neue wissenschaftliche oder technologische Durchbruch sowohl zu guten als auch zu schlechten Konsequenzen führen kann."
Shalaev führte als Beispiel die Lasertechnologie an.
„Laser haben unser Leben verändert. Die Methoden unserer Kommunikation sind in die Medizin eingedrungen und werden im Maschinenbau eingesetzt. Sie werden aber auch verwendet, um Raketen zur Zerstörung von Gebäuden, Ausrüstung und Menschen zu führen. Aber es scheint mir, dass dies das Leben ist. Nichts wird ausschließlich mit guten Absichten geboren, irgendwo lauert immer etwas Schlechtes. Ich denke nicht, dass Quantentechnologien destruktive Technologien sind. Sie können auch konstruktiv sein."
In Shalaevs Worten steckt etwas Wahres. Dieselben Nukleartechnologien wurden ursprünglich als zerstörerische entwickelt. Aber nach dem Krieg beherrschten die Menschen das friedliche Atom und begannen, es in vielen Bereichen einzusetzen, einschließlich Energie, Medizin, Landwirtschaft und vielen anderen. Es ist natürlich unwahrscheinlich, dass Quantencomputer physikalisch zerstörerische Auswirkungen haben, wie dieselbe Atombombe, aber ihr Verschlüsselungspotential ist ein direktes digitales Äquivalent, das uns zwingt, dieses Problem bereits in einem so offensichtlichen frühen Stadium zu lösen.
Was nützt es?
Wenn Quantencomputer ein so gefährliches Potenzial haben, warum jagen sie dann alle? Wie Lukin betont, geht das Potenzial für die Quantentechnologie weit über die Unterbrechung der Verschlüsselung hinaus. Chancen können wirklich beeindruckend und erstaunlich sein.
Laut Lukin besteht beispielsweise ein großes Potenzial bei der Entwicklung von Quantensensortechnologien.
„Wir werden die Möglichkeit haben, den Bereich der medizinischen Diagnostik zu verändern, in dem einige Aufgaben, die den Einsatz großer Labors erfordern, mit Geräten von der Größe eines iPhones ausgeführt werden. Stellen Sie sich vor, welchen Nutzen dies für die sich entwickelnden Teile der Welt wie Afrika haben wird. Dies erhöht die Effizienz, Geschwindigkeit und gleichzeitig die einfache Diagnose und Auswahl der erforderlichen Behandlungsmethoden erheblich. Ich bin sicher, dass diese Technologie enorme Auswirkungen auf die Gesellschaft haben wird “, erklärte Lukin.
Darüber hinaus könnte die Rechenleistung von Quantencomputern Forschern der künstlichen Intelligenz (KI) neue Fortschritte ermöglichen. Es ist durchaus möglich, dass dies die Entwicklung dieses Gebiets ermöglicht, so dass die KI Teil der Antwort auf die von Lvovsky beschriebenen Probleme wird.
Lukin stimmt zu:
"Ich bin überzeugt, dass wir, wenn Quantencomputer beginnen, die Verschlüsselung zu unterbrechen, neue Methoden der klassischen Verschlüsselung entwickeln können, neue Schemata, die vom Quantencomputer abgeleitet sind und auf Quantenkryptographie basieren."
Wie bei Lasern und Atomwaffen können Wissenschaftler, die an der Entwicklung von Quantencomputern beteiligt sind, die volle Zukunft dieser Technologie nicht vorhersagen. Es gibt viele Bereiche, in denen diese Technologie Anwendung finden könnte.
Nikolay Khizhnyak
