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Die Wunder der Quantenmechanik
 Aufgrund
des positiven Leser-Feedbacks hat sich Robert Hainitz entschlossen, diese
Reihe der „Physik Fragmente“ fortzusetzen. Robert Hainitz ist Österreicher
und unterrichtet Physik am College der Asian University, 25 km südlich von
Pattaya.
Teil 6 c: Quantenkryptographie
Wenn man nun zwei wirklich große Primzahlen nimmt, wo das Produkt mehr als
ungefähr 300 Stellen besitzt, dann wird es als unmöglich angesehen, die
Faktorisierung mit dem selbst schnellsten Rechnern in einem Zeitraum von
Jahrzehnten durchzuführen.
Es gibt jedoch zwei Hauptgründe, warum Leute nach noch besseren Lösungen
suchen. Der erste davon ist, dass es vielleicht doch eine
Primfaktorzerlegungsmethode gibt, mit der man auch große Primzahlen schnell
faktorisieren kann. Ein beträchtlicher Prozentsatz von Mathematikern glaubt,
dass so ein Algorithmus existiert, auch wenn er schwer zu finden ist. Dessen
Entdeckung würde ein großes Problem für den riesigen Bereich des
elektronischen Geheimdatenverkehrs darstellen. Zurzeit arbeiten Tausende von
Spezialisten am Auffinden eines solchen Algorithmus.
Der zweite Grund ist die Verteilung des Schlüssels, die abgehört werden
kann. Darum werden auch Schlüssel oft auf nicht-elektronische Weise
verteilt. Zum Beispiel, auf einer Kreditkarte befindet sich der
Verschlüsselungscode auf der Karte selbst, die man via Post bekommt. Der
dazugehörige Entschlüsselungsmechanis-
mus ist auf dem Host-Computer der Kreditkartenbank gespeichert.
Nun gibt es aber noch einen dramatischen dritten, theoretischen Grund,
weshalb Leute besorgt sind. Im Jahre 1994 entdeckte der Amerikaner Peter
Shor einen Algorithmus, mit dem man auch große Primzahlen in limitierter
Zeit finden kann. Der Algorithmus beruht auf einem hypothetischen
Quantencomputer. Dieser könnte innerhalb einer gegebenen Anzahl von
Rechenschritten exponentiell mehr (das ist viel mehr!) Berechnungen
durchführen als ein normaler digitaler Computer. In den letzten Jahren haben
Wissenschaftler begonnen, erste Konstruktionsansätze technisch zu
verwirklichen. Es kann also sein, dass Quantencomputer traditionelle
Kryptographiestrategien unsicher machen, weil eben beispielsweise Primzahlen
schnell faktorisiert werden können (übrigens, die oberen zwei Primfaktoren
sind 67 und 89).
Zu allen diesen realen und potentiellen Problemen scheint die Quantenphysik
aber eine Lösung anzubieten. Durch eine „Quantenverschlüsselung“ können
theoretisch (und viele Wissenschaftler hoffen, bald praktisch) die Schlüssel
sicher verteilt werden und die Natur selbst würde dadurch einen 100%igen
Schutzmechanismus gewährleisten. Die Verwirklichung beruht auf der früher
erwähnten Quantenverschränkung.
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