Wie würde sich Ihr Chef fühlen, wenn jemand alle geschäftlichen E-Mails lesen könnte? Glücklicherweise sind herkömmliche Computer nicht leistungsfähig genug, um die «klassischen» Verschlüsselungen zu knacken, die solche Daten schützen. Ein fortschrittlicher Quantencomputer hingegen könnte diese Aufgabe in Sekundenschnelle erledigen, denn er nutzt die Quantenmechanik, um eine enorm hohe Rechengeschwindigkeit zu erreichen. Dies hat erhebliche Auswirkungen auf die digitale Infrastruktur, da möglicherweise Glasfasernetze aufgerüstet und Rechenzentren in der Nähe von Bevölkerungszentren ausgebaut werden müssen.

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Der Autor:

James Tyrrell Ph. D., Private Markets Research Analyst, L&G Asset Management

Milliarden von Dollar werden in Quantencomputer investiert, und Technologieunternehmen arbeiten an der Weiterentwicklung ihrer Fähigkeiten. Die Entschlüsselung privater Nachrichten könnte in zehn bis fünfzehn Jahren möglich sein. Es ist daher nicht verwunderlich, dass der Schwerpunkt zunehmend auf der Erhöhung der Sicherheit gegen die neue Macht dieser Systeme liegt.

 

Ein Kampf für die Sicherheit

Eine Lösung ist die Quantenschlüsselverteilung, kurz «QKD». Sie wird durch staatliche Forschungsförderung, Risikokapitalfinanzierung und Forschungsprojekte von Unternehmen getragen, die verschiedene Sektoren von der Technologie bis hin zur Pharmazie abdecken. Eine zweite Lösung besteht darin, die derzeitigen Verschlüsselungsmethoden durch Post-Quanten-Kryptographie zu verbessern. Diese ist zwar mit der bestehenden Infrastruktur kompatibel, ihre Sicherheit ist jedoch nur hypothetisch, da sie nicht gegen künftige Quantencomputer getestet werden kann. QKD ist die einzige vollständig sichere Kommunikationsmethode. QKD kann anzeigen, ob eine Kommunikation zwischen Sender und Empfänger abgefangen wird. Wenn ein Abfangen festgestellt wird, kann die Kommunikation unterbrochen werden. Die Übertragung würde erst dann erfolgen, wenn die Leitungen vollkommen sicher sind.

Der Einsatz von QKD ist jedoch nicht unproblematisch. QKD basiert auf der Übertragung empfindlicher Quantensignale, die sich mit zunehmender Entfernung verschlechtern. Derzeit ist die einzige praktikable Methode zur Nutzung von QKD die Übertragung über Glasfaserkabel über kurze Entfernungen, im Idealfall weniger als 100 Kilometer. Es wird daran geforscht, diese Reichweite zu vergrössern.

 

Verstärkung der Infrastruktur

Mit dem Eintritt in das Zeitalter der leistungsfähigeren Quanteninformatik werden die Bemühungen zur Gewährleistung der Datensicherheit erhebliche Auswirkungen auf die digitale Infrastruktur haben, da die Datensicherheit für viele Wirtschaftszweige von grosser Bedeutung ist. Daher ist es wahrscheinlich, dass eine Reihe von Unternehmen aus verschiedenen Branchen die Entwicklung vollständig sicherer lokaler Quantencomputernetze vorantreiben werden.

In der Praxis würde dies den Ausbau von Glasfasernetzen erfordern, da es schwierig ist, QKD-Signale über Satelliten zu übertragen. Praktischerweise sind die QKD-Prozessoren – die Technologie, welche die Quantensignale verarbeitet – so konzipiert, dass sie in die Racks von Rechenzentren passen und wenig Strom verbrauchen. Das bedeutet, dass sie in bestehenden Rechenzentren, die an vorhandene Glasfasernetze angeschlossen sind, relativ einfach nachgerüstet werden können. Neue Glasfasernetze können dann erweitert werden, um die Übertragungsgeschwindigkeit und Reichweite zu maximieren.

 

Standort, Standort, Standort

Aufgrund der Schwierigkeit, Daten über grosse Entfernungen zu übertragen, wird der Standort digitaler Infrastrukturen im Zeitalter des Quantencomputings immer wichtiger werden. Die meisten sensiblen Daten werden in der Regel in wirtschaftlichen Zentren erzeugt. Es ist daher zu erwarten, dass die Nachfrage nach «Edge-Rechenzentren» – oder solchen, die sich in der Nähe dieser Zentren befinden, steigen wird. Wegen der geringeren QKD-Übertragungsraten über grössere Entfernungen könnte sich der Betrieb von Rechenzentren an abgelegenen Standorten zunehmend auf nicht zeitkritische Prozesse verlagern. All dies bedeutet, dass die zunehmende Bedeutung des Quantencomputings für Investoren wahrscheinlich die Notwendigkeit mit sich bringen wird, den Standort der Rechenzentren und die Art der verarbeiteten Daten zu bewerten.

 

Abschätzung der Kosten

Wem das alles nach zu viel Aufwand klingt, der sollte sich vor Augen führen, warum Datensicherheit überhaupt so wichtig ist. Nach Studien von IBM betreffen mehr als 80 Prozent der Datenschutzverletzungen Informationen, die in Cloud-Umgebungen gespeichert sind. Die durchschnittlichen Kosten von Datenschutzverletzungen (mit Ausnahme bemerkenswerter Megaverstösse) beliefen sich im Jahr 2023 auf mehr als 4 Millionen US-Dollar.

Im Gegensatz dazu werden die Kosten für die Erstinstallation der QKD-Technologie auf etwa 100’000 US-Dollar geschätzt. Rechenzentren, die mit dieser Technologie ausgestattet sind, können ihrer Kundschaft einen besonderen Service anbieten und so möglicherweise zusätzliche Einnahmequellen erschliessen.