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Zufall aus der Quantenwelt

Zufall aus der Quantenwelt
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Zufallszahlen aus dem Computer sind vorhersagbar – zumindest theoretisch. Aber Zufallszahlen sind wichtig, wenn es um sichere Verschlüsselung geht. An der Uni Genf experimentieren Wissenschaftler mit Quantenobjekten, um echte Zufallszahlen zu erhalten. Denn diese kleinsten Objekte der Quantenwelt verhalten sich unvorhersehbar.

Der Quantenphysiker Hugo Zbinden zeigt einen Chip, der locker auf seiner Fingerspitze platz hat. "Das ist also so ein Quanten-Zufallsgenerator", erklärt er, "der generiert Millionen Bits pro Sekunde. Man kann ihn zum Beispiel in Smartphones verbauen, es gibt aber auch viele andere Anwendungen."

Absolute Sicherheit versprechen die Wissenschaftler aber nicht. Der Chip sei vielleicht unknackbar, so Zbinden, aber er werde in einem komplexen System eingesetzt. Und dieses kann Ansatzpunkte für Angriffe auf die Verschlüsselung bieten.

Quanten-Zufallsgeneratoren können in einer ganzen Reihe von Geräten eingesetzt werden, erklärt der Unternehmer Carlos Abellan: "Die Chips können in Servertechnologie verbaut werden und die Systeme in Rechenzentren absichern. Auch in vernetzten Autos, dem Internet der Dinge und sogar in Handys werden wir diese Technologie künftig wiederfinden."

Die Forschung an der Quantentechnologie wird durch eine Initiative der EU mit einer Milliarde Euro gefördert. Nächster Schritt ist dann das Quanten-Internet. Dort sollen Daten mittels Photonen übermittelt werden. Und auch hier geht es um Sicherheit.

"Das Schöne an der Quantenphysik ist: Wenn jemand die Kommunikation zwischen mir und einem Empfänger abhört, können wir das feststellen", sagt der Quantenphysiker Rob Thew. "Wenn wir ein Photon empfangen, wissen wir, ob es abgefangen oder gestört wurde. Dann können wir es verwerfen. Wir müssen also nichts preisgeben, was wir nicht preisgeben wollen."

Die Technologie ist so weit fortgeschritten, dass sie bald schon marktreif sein könnte. Profitieren würden davon die Anwender unzähliger Geräte in unserer mehr und mehr vernetzten Welt. Strafverfolgungsbehörden, Kriminellen und autoritären Regimes wird die Quantenkryptographie hingegen Kopfschmerzen bereiten. Denn so einfach, wie jetzt, lässt sich verschlüsselte Kommunikation dann nicht mehr knacken – vorausgesetzt, wir verwenden sie mit sicheren Codes.