Einweg-Software zerstört sich selbst
Während die Weiterentwicklung klassischer Computer langsam aber sicher an ihre Grenzen stößt und Quantencomputer noch immer nicht der Kinderstube entwachsen sind, könnte eine Kombination der beiden Ansätze völlig neue Möglichkeiten eröffnen. Für die Entwicklung ihrer selbstzerstörenden Software haben die Forscher Photonen nicht wie sonst üblich zur Datenübertragung, sondern zur Verarbeitung der Daten eingesetzt.
Studie
„Quantum advantage for probabilistic one-time programs“, Nature Communications (6.12.2018).
Unmöglich zu rekonstruieren
Aufgrund quantenmechanischer Gesetzmäßigkeiten zerstört sich ein solches Programm nach einmaligem Ausführen von selbst und lässt sich auch rückwirkend nicht mehr rekonstruieren. Damit ist dem Diebstahl oder Missbrauch von Daten ein Riegel vorgeschoben.
„Mit einem rein klassischen Computer ist das nicht möglich, da die Hardware immer bestehen bleibt und die Daten lediglich überschrieben werden“, erklärt der Leiter der Forschergruppe, Philip Walther vom Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ) an der Uni Wien, gegenüber der APA. „Für Hacker ist es ein Leichtes, solche Daten oder auch das ganze Programm zu rekonstruieren“.
Quanten-Silizium-Hybrid
Die Lösung liegt in einem neuen Hybrid-Ansatz, der klassische und quantenphysikalische Elemente zusammenführt - und beweist, dass die Einbindung von Quantenphänomenen das Leistungsspektrum von konventionellen Computer erweitern kann. Dabei werden die elementarsten Rechenoperationen, die sogenannten logischen Gatter, mithilfe quantenmechanischer Objekte realisiert, während auf den höheren Ebenen herkömmliche Siliziumtechnologie zum Einsatz kommt.
Tony Melov/UNSW - CC BY-NC 3.0 AU
Quantencomputer plus Siliziumchips: Die Kombination beider Technologien eröffnet neue Möglichkeiten
„Die Quantentechnologie, die wir verwenden, ist bereits gut erprobt und funktioniert zuverlässig“, sagt Walther. In ihren Experimenten ist es den Physikern im Labor bereits gelungen, einfache Programme umzusetzen. So kann mit dem neuen Ansatz etwa „Yao’s Millionärsproblem“ gelöst werden, bei dem zwei Millionäre wissen wollen, wer reicher ist, ohne dabei ihr jeweiliges Vermögen preiszugeben. „Unser Programm liefert den beiden Usern die Antwort und verschwindet im selben Augenblick“, erklärt Walther. „Es bleibt nichts übrig, auf Basis dessen man die eingegebenen Daten rekonstruieren könnte.“
science.ORF.at/APA