Wir tauschen täglich Geheimnisse über Kabel aus.
Dieser Handel beruht auf einer fragilen Sache. Zufälligkeit.
Verschlüsselung ist keine Zauberei. Es ist Mathematik voller Unvorhersehbarkeit.
Wenn Sie das nächste Bit vorhersagen können, brechen Sie die Sperre.
Heutzutage verwenden die meisten digitalen Schlösser Pseudozufallszahlen. Sie sehen zwar chaotisch aus, aber sie befolgen Regeln. Verborgene, subtile, vorhersehbare Regeln.
Herkömmliche Computer sind deterministische Tiere. Sie verarbeiten Einsen und Nullen durch Transistoren, die nicht raten können. Sie können keine Münze werfen. Nicht wirklich.
Sie tun nur so.
Ein Quantencomputer schreckt vor diesen Fälschungen nicht zurück.
Es erkennt das Muster sofort.
Wir brauchen also etwas Schlimmeres als Lärm. Wir brauchen wahres Chaos.
„Für einen Computer ist es sehr schwierig … einen Zufallswert zu generieren … alles, was auf der Skala der Logik vor sich geht, ist im Grunde völlig vorhersehbar“, sagt Renato Renner von der ETH Zürich.
Verstrickte Unsicherheit
Geben Sie das Qubit ein.
Es sitzt nicht still.
Ein klassisches Bit ist entweder 0 oder 1. Ein Qubit? Es hält unendlich viele Zustände gleichzeitig.
Es existiert verschwommen.
Bis man es misst. Dann bricht es zusammen. Pop. Ein einziges Ergebnis.
Das neue System nutzt diesen Zusammenbruch, um Zufälligkeiten zu erzeugen, die mit keiner Rechenleistung rückentwickelt werden können.
Die Forscher hielten zwei Qubits im Vakuum. Nahe dem absoluten Nullpunkt. An gegenüberliegenden Enden einer dreißig Meter langen Röhre.
Warum so weit auseinander?
Damit sich die Welt draußen nicht einschleichen kann.
Keine versteckten Variablen. In das Ergebnis schleicht sich keine klassische Physik ein.
Die Qubits waren verschränkt. Verbunden durch die seltsame Logik der Quantenmechanik.
Messen Sie das eine und Sie kennen das andere. Oder du denkst, dass du es tust.
Der Aufbau wurde an einem Bild eines Schafes getestet.
Aus Pixeln wurden Wahrscheinlichkeiten.
Die Ausgabe?
Ein Durcheinander aus Farbe und Lärm.
Unmöglich zu entschlüsseln.
Selbst für einen Quantengegner.
Nachweisbarer Lärm
Vertrauen ist die zweite Zutat in der Sicherheitssuppe.
Man kann sich nicht einfach darauf verlassen, dass eine Zahl zufällig ist. Du musst es beweisen.
Das Team führte einen Bell-Test durch.
Ungefähr anderthalb Milliarden davon.
Dies testet den „lokalen Realismus“ – im Grunde wird überprüft, ob die Partikel betrügen, indem sie eine vorgegebene Antwort verbergen.
Der Test sagt, dass dies nicht der Fall ist.
„Mit unserem Aufbau können Sie … viele Bell-Tests mit guter Geschwindigkeit durchführen“, sagt Co-Autor Andreas Wallraff.
Die Wendung?
Das zweite Qubit fungiert als Verifikator.
Frühere Versuche zur Quantenzufälligkeit vertrauten normalerweise auf das Gerät.
Diese Methode überprüft sich selbst.
Wenn die Korrelation fehlschlägt, wird die Nummer verworfen.
Nur die Unvorhersehbaren schaffen es.
Ein Problem ohne Ende
Quantencomputer, die moderne Verschlüsselungen knacken können, sind noch weitgehend theoretisch.
Weit weg vielleicht.
Aber schlechte Zufälligkeit? Das ist jetzt hier.
Wikipedia listet Dutzende von Hacks auf, die durch fehlerhafte Nummerngenerierung verursacht wurden.
Nicht theoretisch.
Echtes Geld verloren.
Echte Schlüssel gestohlen.
Dieser Fix funktioniert bis heute. Und für morgen.
Egal, ob Sie sich im Jahr 2025 vor einem Supercomputer oder im Jahr 2050 vor einem Quantenriesen verstecken, Sie brauchen Unvorhersehbarkeit.
Ist also vollkommene Zufälligkeit möglich?
Vielleicht.
Aber bis wir Maschinen bauen, die in Wahrscheinlichkeiten denken, sollten wir besser darin sein, dem Quantenchaos zu vertrauen.
Weil das Muster niemals lügt.
