Quantencomputer – so könnte die Zukunft der Informationstechnologie aussehen

Die Informationstechnologie bietet uns heute schon eine Menge Antworten auf viele Fragen, die das Leben so mit sich bringt. Da wäre natürlich die Möglichkeit, sich mit Menschen zu unterhalten, die viele Hundert oder sogar Tausende von Kilometern von uns entfernt sind. Was vor der industriellen Revolution undenkbar schien, wurde erst mit dem klassischen Telefon und schließlich mit dem Handy Wirklichkeit. Unsere Kinder können sich ein Leben ohne Handy oftmals gar nicht mehr vorstellen.

Ebenso war es mit Dingen wie der Videotelefonie. Noch vor zwei Jahrzehnten war die Internetverbindung der meisten Nutzer kaum schnell genug, um solche aufwendigen Spielereien durchzuführen. Heute begleiten uns Skype, Zoom und wie die verschiedenen Anbieter von virtuellen Konferenz- und Kommunikationsräumen alle heißen uns im Arbeits- und Privatleben und bieten eine selbstverständliche Möglichkeit, mit Geschäftspartnern, Freunden und Verwandten in Kontakt zu treten. Das zeigt auch im Freizeitverhalten der Menschen.

Rund 90 Prozent der Deutschen nutzen das Internet zumindest hin und wieder. Statistiken zeigen, dass tatsächlich 30 Millionen Deutsche das Internet mehrmals täglich nutzen und mehr als 10 Millionen Menschen in Deutschland gaben Umfragen zur Folge sogar an, dass Internet ständig zu nutzen. Wir von Planet-Zukunft haben uns mit der Frage befasst, wie sich die Informationstechnologie in den nächsten Jahren weiter verändern könnte und welche Chancen und Risiken das mit sich bringen würde.

Quantencomputer – die große Entwicklung in diesem Jahrhundert

Sie haben mit der heute im Allgemeinen vertretenen Hardware nur den Namen gemein – Quantencomputer arbeiten um ein Vielfaches schneller und effizienter als jeder „normale“ Rechner, der heute auf dem Markt zu finden ist. Ein Quantenprozessor nutzt dabei die Gesetze der Quantenmechanik. Tatsächlich waren Quantenprozessoren lange Zeit nicht viel mehr als ein theoretischer Ansatz in der Wissenschaft. Gleiches könnte man allerdings auch von der Entwicklung des Autos oder dem heute in vielen Haushalten allgegenwärtigen Smart Home sagen.

Inzwischen sind sich Wissenschaftler sicher, dass die Forschung nur noch einige Schritte von den großen Lösungen, die benötigt werden, um Quantenprozessoren so zu gestalten, dass sie wirklich im großen Stil zum Einsatz kommen können. Doch wie genau würde sich das auf unsere Welt wie wir sie heute kennen und auf unsere Nutzung der Daten- und Informationsverarbeitung auswirken?

Quantenprozessoren als Chance – wir könnten so viel Neues lernen

Es gibt noch immer eine Menge Fragen, auf die der Mensch keine Antwort geben kann. Auch weil herkömmliche Computerprozessoren nicht in der Lage sind, die unfassbar komplexen Abläufe in der Natur eins zu eins nachzustellen und durchzurechnen. Das wäre einer der größten Vorteile eines Quantenprozessors – er ist so unfassbar viel schneller und effizienter als ein klassischer Prozessor, dass es möglich wäre, die ältesten Fragen der Menschheit mit Hilfe der dann möglichen Berechnungen zu beantworten.

Dazu kommt, dass sich damit viele Hürden im Bereich der Mathematik, der Naturwissenschaften, aber auch der Datenverarbeitung an sich schnell überwinden ließen. Durch das deutlich höhere Maß an Leistung kann ein Quantenprozessor eine sehr viel größere Menge an Daten erfassen und auswerten, als das „normale“ Computer heute können. Damit könnte sich unsere Lern- und Arbeitswelt erheblich verändern. Gerade die Forschung fiebert der Entwicklung entsprechender Prozessoren für eine Massenproduktion regelrecht entgegen – so groß könnten die Fortschritte in allen Disziplinen sein, die mit einem solchen Quantenprozessor erzielt werden können.

Doch wie bei so vielen Dingen im Leben bringt auch dieser technische Fortschritt Gefahren mit sich. Solche, die es in sich haben können.

Die Risiken der offenen Nutzung von Quantenprozessoren für alle

Werden Rechner mit einer solch enormen Leistung irgendwann wirklich einmal tauglich für eine größere Produktion, gibt es leider auch Anwendungsgebiete, die alles andere als erfreulich sind. Da wäre einmal die globale Sicherheitsebene, die durch den Einsatz solcher Prozessoren komplett durcheinandergewirbelt werden würde. Klassische Verschlüsselungsalgorithmen, wie man sie heute kennt, wären dann komplett wirkungslos.

Ein Computer mit der Geschwindigkeit eines oder gar mehrerer Quantenprozessoren wäre wahrscheinlich in der Lage, jede heute bekannte Verschlüsselung innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit zu entschlüsseln. Geheimdienste überall auf der Welt würden sich um solche Prozessoren reißen – von Terrororganisationen und anderen eher zwielichtigen Protagonisten auf der internationalen politischen Bühne ganz zu schweigen.

Für Diktatoren würde sich die Überwachung der Aktivitäten der Bevölkerung im Internet erheblich vereinfachen. Auch Cyberkriminelle könnten mit einem solchen Prozessor in ihrem Besitz zu virtuellen Raubzügen ungeahnter Größe aufbrechen. Die Verbreitung von Viren, Trojanern und anderer Malware könnte so rapide zunehmen, und diese könnten sich auf einem so überlegenen Niveau bewegen, dass Firewalls und andere Sicherheitssysteme, wie wir sie heute kennen, antiquiert dagegen aussehen würden.

Wären Quantenprozessoren in der Masse nun ein Segen oder ein Fluch?

Diese Frage lässt sich nicht so ohne Weiteres beantworten. Es ist wie mit vielen Entwicklungen im Laufe der Menschheitsgeschichte. Das wohl eindeutigste Beispiel ist die Kernspaltung. Die Nutzung von Atomenergie bringt eine Energiequelle, die den Menschen von der Abhängigkeit von fossilen Energieträgern weitgehend befreien könnte. Doch gerade die Kernenergie birgt eine Menge Risiken und kann, wenn Strahlung austritt, zu erheblichen Schäden bei Menschen, Tieren und der Natur führen.

Ein deutlich weniger explosives Beispiel ist das Auto. Wir können uns ein Leben ohne das vierrädrige Gefährt heute kaum noch vorstellen. Zehntausende fahren jedes Jahr mit dem Auto in den Urlaub, Millionen Menschen brauchen ein Fahrzeug, um zur Arbeit hin- und zurückzukommen. Auch für viele alltägliche Erledigungen ist es unerlässlich geworden. Dennoch verursacht es Lärm, erzeugt CO2 und führt zu einem Verbrauch fossiler Brennstoffe. Selbst wenn der Mensch es einmal schaffen sollte, komplett auf E-Autos umzusteigen, würde die Produktion dieser Fahrzeuge und der notwendigen Batterien noch immer eine gewisse Umweltschädigung bewirken.

Genauso kann der Quantenprozessor in Zukunft ein wichtiger Baustein für eine spannende Welt voller neuer Erkenntnisse und Entwicklungen sein. Sie können aber auch ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen. Die Frage wird sein, wie schnell die gleiche Technologie genutzt werden kann, um neue Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, die das Risiko einer schlechten Nutzung dieser Technologie minimieren.


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