Quantencomputer: RSA-2048 mit weniger Qubits knacken – aber warum?
Quantencomputer könnten RSA-Verschlüsselung früher brechen als gedacht. Wie Quantencomputer das machen, erklärt das neue c't Sonderheft.
Quantencomputer könnten bestimmte Verschlüsselungsverfahren womöglich mit deutlich weniger Hardware brechen als bislang angenommen. Eine aktuelle Studie kommt zu dem Ergebnis, dass für das Faktorisieren eines RSA-2048-Schlüssels weniger als 100.000 physikalische Qubits genügen könnten – etwa eine Größenordnung unter früheren Schätzungen. Entscheidend für die reduzierten Kosten sei insbesondere die Wahl des Fehlerkorrekturverfahrens.
c't Quantencomputer (7 Bilder)
Die Ergebnisse veröffentlichten die Forschenden des Unternehmens Iceberg Quantum aus Sydney auf dem Preprint-Server arXiv. Das Manuskript wurde noch nicht im Peer-Review-Verfahren von unabhängigen Wissenschaftlern geprüft. Allerdings äußerten sich Experten wie der US-Informatiker Scott Aaronson bereits vorsichtig optimistisch. „Das ist eine ernste Angelegenheit. Die Behauptung erscheint mir völlig plausibel“, schreibt er auf seinem Blog. Nachgerechnet habe er die Ergebnisse aber ebenfalls noch nicht.
Jetzt neu: c’t Quantencomputer
Die Arbeit liefert nur einen theoretischen Vorschlag, wie RSA geknackt werden könnte – keine experimentelle Demonstration. Wie viel früher Quantencomputer damit heutige Verschlüsselung knacken könnten, ist unklar. Wenn sich die benötigten Ressourcen aber schneller reduzieren als erwartet, drängt sich eine grundlegende Frage auf: Warum sind Quantencomputer für heutige Kryptosysteme überhaupt gefährlich – und wie kann sich die IT davor wappnen? Diese und weitere Fragen beantwortet das neue Sonderheft c’t Quantencomputer.
Das Heft führt in fünf Kapiteln durch die Welt des Quantencomputing. Das erste Kapitel führt systematisch in die Grundlagen der Quantenphysik ein und erklärt, was hinter Begriffen wie Qubit, Überlagerung und Verschränkung steckt. Schritt für Schritt wird erläutert, wie aus diesen Konzepten konkrete Rechenoperationen entstehen und wofür Quantencomputer realistisch eingesetzt werden könnten.
Anschließend beleuchtet das Heft den aktuellen Stand der Technik: Welche Hardware-Ansätze verfolgen Forschung und Industrie? Was sind die grundlegenden Probleme beim Bau von Quantencomputern? Und wie weit sind heutige Systeme tatsächlich?
Selbst auf Quantencomptern rechnen
Ein weiteres Kapitel widmet sich den Folgen für die IT-Sicherheit: Wieso könnten Quantencomputer heutige Verschlüsselungsstandards in kürzester Zeit knacken? Wann könnte dieser sogenannte Q-Day eintreffen? Und wie kann sich die Branche mithilfe von Post-Quanten-Kryptografie schützen?
Ein umfangreicher Praxisteil leitet Sie Schritt für Schritt durch die Programmierung Ihres eigenen Quanten-Codes, den Sie auf realen Quantencomputern ausführen können. Zuletzt stellt das Heft einige kreative Wege vor, sich einem so komplexen Thema wie der Quantenphysik zu nähern: von Computerspielen über Musik bis zur Science Fiction.
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Das Sonderheft c’t Quantencomputer gibt es ab sofort als Heft im heise shop und im Handel für 14,90 Euro. Bis einschließlich zum 7. März erhalten Sie dies sogar portofrei nach Hause. In digitaler Form erwerben Sie es für 12,99 Euro über den heise shop oder direkt in unseren Android- und iOS-Apps. Das Bundle aus Heft + PDF erhalten Sie für nur 19,90 Euro statt 27,89 Euro.
Außerdem können Sie das Heft als Superbundle erwerben: Sie erhalten das Heft, das PDF und das Buch „Quantencomputing. Grundlagen, Algorithmen, Anwendung“ von Kaveh Bashiri aus dem Rheinwerk-Verlag für insgesamt 54,80 Euro statt 67,79 Euro.
(spa)
