Durchbruch bei Quantencomputern

Wissenschaftlern von IBM ist es zum ersten Mal gelungen, einen Quantencomputer im Reagenzglas eine komplexe Berechnung durchführen zu lassen. Die Forscher werten das Ergebnis vor allem als Durchbruch für die Kryptographie der Zukunft.

Bei Quantencomputern kommen aus Molekülen aufgebaute Quantenbits oder "Qubits" zum Einsatz. Im Gegensatz zu bisherigen Halbleiter-Computern kennen die Qubits eines Quantencomputers keinen eindeutigen Zustand wie "0" oder "1". Stattdessen stellen sie eine Überlagerung verschiedener Quantenzustände dar. Dadurch ist der Quantencomputer im Gegensatz zu normalen Geräten in der Lage, verschiedene Aufgaben zur gleichen Zeit zu lösen.

Als eine der Kernaufgaben gilt das Zerlegen einer Zahl in ihre kleinsten ganzzahligen Faktoren nach dem Muster "3 mal 5 ergibt 15". Diese Berechnung ist den Forschern von IBM jetzt erstmals gelungen, sie berichten darüber in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Nature".

Was auf den ersten Blick als triviale Rechenaufgabe gilt, ist für Computer jedoch hochkomplex. Bereits 1994 hatte der AT&T-Wissenschaftler Peter Shor die Faktorisierung von Zahlen als Schlüssel für Kryptographie erkannt. Quantencomputer könnten beispielsweise die Verifizierung von Schlüsseln millionenfach schneller erledigen als heutige Systeme. Damit kann die Länge der Schlüssel steigen, was die Sicherheit erhöht.

Bei IBMs aktuellem Versuch kamen sieben Qubits zum Einsatz, die aus einer Trillion (eine Million Billionen, oder 10 hoch 18) Molekülen aufgebaut waren. Die Herausforderung lag damit nicht in der Komplexität der Aufgabe, sondern der Kontrolle über die Quanten-Beeziehungen der Moleküle. Da dies gelungen ist, wird IBMs Experiment als Durchbruch gewertet. (nie)