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Nicolas Wöhrl züchtet Diamanten, in denen Quantencomputer untergebracht werden können.
Nicolas Wöhrl züchtet Diamanten, in denen Quantencomputer untergebracht werden können. (Bild: Fabian Hamacher/Golem.de)

Materialien für Quantencomputer

Es gibt auch andere Materialien, in denen solche Quantensysteme erzeugt werden können, etwa Phosphor in Silicium 19 oder in Siliciumcarbid 11. Selbst mit Ionen seltener Erden experimentieren Forscher gegenwärtig. Die Experimente mit Diamanten seien jedoch vielversprechend, sagte Wöhrl, der sich auf die Materialforschung und Werkstofftechnik spezialisiert hat.

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Wöhrl züchtet deshalb Quanten-Diamanten. Das Verfahren nennt sich chemische Gasphasen-Abscheidung (chemical vapour deposition, CVD). Ein Gasgemisch aus Methan und Wasserstoff wird über ein Substrat geleitet. Dort wird es mit Mikrowellen bestrahlt und erhitzt. Dabei entsteht ein Plasma, aus dem sich Kohlenstoff auf einem Substrat als Diamant absetzt.

Tausende Qubits für Schlüsselknacken

Bis Quantencomputer aber so weit seien, dass sie für komplexe Rechenaufgaben wie das Entschlüsseln genutzt werden könnten, werde es noch Jahre dauern, sagt Wöhrl. Dafür müsste ein Quantencomputer aus ein paar hundert oder sogar tausend Qubits bestehen. Schätzungen zufolge müssten es 4.000 Qubits sein, genau weiß das aber noch niemand. Die Universität Innsbruck hält derzeit den Rekord mit einem Quantenrechner aus 14 Qubits.

Sollten sie aber einmal funktionieren, sind sämtliche herkömmlichen asymetrischen Verschlüsselungen allesamt hinfällig. Andere sind einfacher zu knacken. Denn Quantencomputer könnten Rechenaufgaben wie das Faktorisieren in wenigen Minuten lösen, für die ein herkömmlicher Rechner so lange brauche, wie das Universum bestehe, sagt Wöhrl. Während aktuelle Rechner sämtliche Lösungswege nacheinander durchrechnen müssen, kann ein Quantencomputer mehrere Aufgaben parallel abarbeiten.

Quantenkryptographie wird bereits erforscht

Noch bevor die ersten erfolgreichen Experimente mit Quantencomputern absolviert wurden, gab es bereits entsprechende Algorithmen, die auf der Theorie basierten. Die Quantenkryptographie beschäftigt sich bereits seit mehreren Jahren damit, die Verschlüsselung für Quantencomputer anzupassen.

Dass die NSA mit einem im Zuge der Snowden-Enthüllungen bekanntgewordenen Millionenprojekt weiter sei als die Forschung in öffentlichen Einrichtungen, hält Wöhrl für möglich, aber unwahrscheinlich. Denn der Geheimdienst verlasse sich auch auf die Forschung anderer.

Für Datenbanken, aber nicht für Word

Auch dass in geraumer Zeit Microsoft Word auf einem Quanten-Desktoprechner läuft, hält Wöhrl für unwahrscheinlich und gegenwärtig für unsinnig. Quantencomputer seien eher für Forschungszwecke interessant, etwa bei der Suche nach Wirkstoffmolekülen in der Pharmaindustrie, für die aufwendige Computersimulationen benötigt werden. Auch für das Durchsuchen von riesigen Datenbanken - sprich Big Data - sind Quantencomputer interessant.

Wöhrl informiert regelmäßig in seinem Blog Methodisch Inkorrekt und in Podcasts über die Neuigkeiten in der Forschung.

 Quantencomputer: Schlüssel knacken mit Quanten-Diamanten

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Randalmaker 11. Mai 2014

Also ich bin kein Experte, aber das Grundprinzip ist gar nicht so schwer, glaube ich...

hannob (golem.de) 09. Mai 2014

Lies den Artikel nochmal. Da steht: "Sollten sie aber einmal funktionieren, sind...

Kondom 09. Mai 2014

Und was denkst du warum ich "Mehr lässt das System bei derzeitiger Genauigkeit nicht zu...

sofias 08. Mai 2014

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_key_distribution#Commercial es gibt auch schon e'ein...

CiC 08. Mai 2014

Selbst bei asymmetrischer Verschlüsselung gibt es eine Reihe an Kandidaten von denen...



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