[datensicherheit.de, 16.07.2025] Auch Capgemini warnt in einer aktuellen Stellungnahme, dass der rasante Fortschritt im Bereich Quantencomputing die Wirksamkeit heutiger Verschlüsselungsverfahren bedroht – und führt hierzu Erkenntnisse aus der neuen Studie des Capgemini Research Institute mit dem Titel „Future encrypted: Why post-quantum cryptography tops the new cybersecurity agenda“ an. Insbesondere Angriffe nach dem Prinzip „Harvest-now, decrypt-later“ rücken demnach das Thema Quantensicherheit in den Fokus – dabei handelt es sich um das Sammeln heute noch verschlüsselter Daten, um sie dann später mit Hilfe von Quantencomputern zu entschlüsseln. Das Capgemini Research Institute führte für die Studie nach eigenen Angaben eine Umfrage unter 1.000 Unternehmen mit einem Jahresumsatz von mindestens einer Milliarde US-Dollar im Zeitraum April bis Mai 2025 durch – aus 13 Branchen und 13 Ländern in der Asien-Pazifik-Region, Europa und Nordamerika.

Abbildung: Capgemini Research Institute

Capgemini-Umfrageergebnisse zum Eintritt des „Q-Day“

Viele Unternehmen unterschätzen weiterhin die mit Quantencomputing einhergehenden Risiken

Auch regulatorische Anforderungen und ein sich wandelndes Technologieumfeld setzten das Thema Quantensicherheit auf die Agenda vieler Organisationen. Trotz wachsender Sensibilisierung innerhalb der Branche unterschätzten viele Unternehmen weiterhin die mit Quantencomputing einhergehenden Risiken – „mit potenziell schwerwiegenden Folgen wie Datenlecks oder regulatorischen Sanktionen“.

• Der Studie zufolge zeigen sich rund zwei Drittel (65%) der befragten Unternehmen besorgt über die zunehmende Bedrohung durch Angriffe nach dem Prinzip „Harvest-now, decrypt-later“.

Jedes sechste „Early-Adopter“-Unternehmen gehe davon aus, dass der berüchtigte „Q-Day“ innerhalb der nächsten fünf Jahre eintreten könnte, während rund sechs von zehn noch mit einem Zeitraum von zehn Jahren rechneten. Etwa 70 Prozent der Befragten in dieser Studie werden als ‚Early Adopter‘ bezeichnet: „Diese arbeiten entweder bereits an quantensicheren Lösungen oder planen, dies in den nächsten fünf Jahren zu tun.“

Quantensicherheit als strategische Investition

„Ziel sollte nicht sein, ein Datum vorherzusagen. Es geht darum, ein sich anbahnendes Risiko zu managen. Kommunikation oder Daten, die heute noch verschlüsselt sind, könnten morgen zur Schwachstelle werden, wenn Unternehmen den Umstieg auf quantensichere Verfahren hinauszögern“, erläutert Daniel Schoeman, Experte für Post-Quantum-Kryptographie bei Capgemini in Deutschland, und betont: „Wer frühzeitig handelt, sichert Geschäftskontinuität, regulatorische Konformität und langfristiges Vertrauen!“

• Er führt weiter aus: „Quantensicherheit ist kein optionaler Kostenpunkt, sondern eine strategische Investition – sie kann ein drohendes Risiko in einen Wettbewerbsvorteil verwandeln. Die Unternehmen, die das früh erkennen, schützen sich am besten vor künftigen Cyberangriffen!“

Auch wenn heutige Quantencomputer noch nicht in der Lage seien, gängige Verschlüsselungsverfahren zu knacken, trieben insbesondere sicherheitskritische Branchen wie Verteidigung und Finanzwesen die Einführung quantensicherer Lösungen voran. Konsumentenorientierte Sektoren wie Konsumgüter und Einzelhandel hingegen zeigten bislang weniger Dringlichkeit.

Sensible Daten mit Post-Quantum-Kryptographie schützen

Viele Unternehmen beabsichtigten, sensible Daten mit Post-Quantum-Kryptographie zu schützen: Die Mehrheit der befragten Unternehmen (70%) plane, ihre Systeme mit einer geeigneten Kombination aus klassischer und Post-Quantum-Kryptographie (PQC) zu schützen.

• Aufgrund des ganzheitlichen Ansatzes zum Schutz sensibler Daten gelte PQC als die derzeit beste Option zur Absicherung gegen Risiken durch Quantencomputer. Fast die Hälfte der „Early Adopters“ befasse sich bereits mit PQC-Lösungen, prüfe deren Machbarkeit oder erprobe erste Pilotprojekte. „Für 70 Prozent der Unternehmen sind regulatorische Vorgaben ein zentraler Treiber für den Umstieg auf PQC.“

Während „Early Adopters“ aktiv an ihrer quantensicheren Zukunft arbeiteten, ergriffen rund 30 Prozent der Unternehmen bislang keine Maßnahmen gegen die potenzielle Bedrohung durch Quantencomputing. Ursache seien unter anderem unzureichende Budgets und fehlende Ressourcen für den kryptographischen Wandel.

Weitere Informationen zum Thema:

Capgemini
Das Capgemini Research Institute ist ein weltweit führender Think Tank von Capgemini

Capgemini RESEARCH INSTITUTE, 2025
Future encrypted / Why post-quantum cryptography tops the new cybersecurity agenda

datensicherheit.de, 16.05.2025
Quantencomputer werden die Welt verändern: Herausforderungen sowie Risiken kennen und Chancen nutzen / Rückblick auf das „FrühlingsForum 2025“ des VDI/VDE-AK Sicherheit und des ETV in Berlin mit Dr. Jan Goetz als Sprecher zum Thema „Quantencomputer – Was kommt nach KI? Wie Quantencomputer die Welt verändern können“

datensicherheit.de, 12.05.2025
Q-Day: Utimaco rät Unternehmen zur rechtzeitigen Vorbereitung auf quantengestützte Cyberangriffe / Aktueller Utimaco-Report zu Quantenbedrohungen erschienen – um weiterhin digitale Sicherheit zu gewährleisten, muss sich die heutige Kryptographie drastisch verändern

datensicherheit.de, 25.03.2025
Colt: Test zur quantengesicherten Verschlüsselung im optischen Netz abgeschlossen / Technologiepartner erforschen gemeinsam neue Möglichkeiten, um den von Quantencomputern ausgehenden Risiken für Verschlüsselung zu begegnen

datensicherheit.de, 15.09.2022
Wenn Quantencomputer praxistauglich werden, ist Post-Quantenkryptographie erforderlich / Bereits jetzt sollten Algorithmen und Hardware entwickelt werden, die diesen leistungsfähigen Quanten-Superrechnern standhalten

[datensicherheit.de, 15.07.2025] Laut einer Meldung der Technischen Universität Berlin (TUB) vom 14. Juli 2025 arbeitet das neue Forschungsprojekt „SQuIRRL“ (Secure Quantum Infrastructure for Road, Rail and Flight) daran, die Mobilität per Eisenbahn in Zukunft mit Hilfe abhörsicherer Quantenkommunikation zu schützen: Das Fachgebiet „Bahnbetrieb und Infrastruktur“ der TUB sei dabei Projektpartner für den Bereich des Schienenverkehrs. Das neu gestartete Projekt läuft demnach bis November 2027 und wird vom Bundesforschungsministerium mit gut fünf Millionen Euro gefördert, wobei 584.000 Euro auf die TUB entfielen.

Quantenphysik könnte Übertragung von Informationen noch sicherer machen

Bei der Kommunikation im Schienenverkehr würden bisher mündliche Anweisungen der jeweiligen Fahrdienstleiter, etwa aus einem Stellwerk heraus, von den Triebfahrzeugführern notiert und dann nochmals bewusst wiederholt, „um sicherzugehen, dass alles richtig verstanden wurde – und so lange muss der Zug stehen“.

Schneller und trotzdem genauso sicher solle dieser Vorgang dann in Zukunft durch den sogenannten Digitalen Befehl werden: Dabei kämen die Anweisungen aus einer Betriebszentrale elektronisch direkt an das Fahrpult des Zuges. Die Quantenphysik nun könne hierbei die Übertragung dieser Informationen in Zukunft noch sicherer machen.

Quantenkryptographie für abhörsichere Übertragung von Zufallsschlüsseln

„Mit Hilfe der sogenannten Quantenkryptographie lassen sich Nachrichten so verschlüsseln, dass sich absolut sicher überprüfen lässt, ob sie jemand manipuliert hat oder nicht“, erläutert Timo Ramsdorf, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am TUB-Fachgebiet Bahnbetrieb und Infrastruktur (Fakultät V – Verkehrs- und Maschinensysteme). Dies sei entscheidend, denn manipulierte Befehle könnten potenziell zu schwerwiegenden Ereignissen führen.

Für die Quantenkryptographie würden eben Lichtteilchen verwendet, um damit geheime Codes zur Verschlüsselung von Nachrichten zu übertragen. „Wie diese Quantenschlüssel in den Führerstand eines Triebfahrzeugs gelangen, wie sie dort gespeichert werden und wie die Technik insgesamt in den Bahnbetrieb integriert werden kann, ist Gegenstand der Untersuchungen am Fachgebiet.“ Zur Beantwortung dieser Fragen arbeiteten die TUB-Forscher eng mit weiteren Projektpartnern von „SQuIRRL“ zusammen, besonders mit dem Hasso-Plattner-Institut (HPI) in Potsdam, aber auch mit der Technischen Universität Chemnitz und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden.

Prototyp soll Übertragung von Quantenschlüsseln in Schienenfahrzeuge problemlos ermöglichen

„Am Eisenbahn-Betriebs- und Experimentierfeld der TU Berlin finden Simulationen mit echter Stellwerkstechnik statt:“ An Fahrsimulatoren könnten Triebfahrzeugführer dort den Einsatz der Quantenkryptographie erproben. Experimente mit realen Zügen würden dann auf dem Rangierbahnhof Wustermark in Zusammenarbeit mit der Havelländischen Eisenbahn stattfinden.

„Unser Ziel ist es, zum Ende des Projekts einen Prototypen vorweisen zu können, mit dem eine Übertragung von Quantenschlüsseln in ein Schienenfahrzeug problemlos möglich ist“, unterstreicht abschließend Ulrich Zimmermann, ebenfalls wissenschaftlicher Mitarbeiter des TUB-Fachgebiets Bahnbetrieb und Infrastruktur.

Weitere Informationen zum Thema:

Technische Universität Berlin
Abhörsichere Quantenkommunikation für die Bahn / TU-Forscher wollen Quantenphysik nutzen, um Zugverkehr vor Sabotage zu schützen

Technische Universität Berlin
Secure Quantum Infrastructure for Road, Rail and Flight (SQuIRRL) / Das Forschungsvorhaben „Secure Quantum Infrastructure for Road, Rail and Flight“ (kurz SQuIRRL) verfolgt das Ziel, eine quantensichere Schlüsselgenerierung in die Systeme der verschiedenen Verkehrsträger einzubinden.

Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt
SQuIRRL / Sichere Quanteninfrastruktur für Straßen-, Schienen- und Flugverkehr

QUANTUM OPTICS JENA
Empowering Secure Communications with Quantum Entanglement

datensicherheit.de, 05.07.2025
Quantentechnologie: EU strebt Vorreiterrolle an / Die EU-Kommission hat am 2. Juli 2025 ihre „Quantum Strategy“ vogestellt – damit soll eine führende Rolle im globalen Wettlauf um Quantentechnologien angestrebt werden

datensicherheit.de, 16.05.2025
Quantencomputer werden die Welt verändern: Herausforderungen sowie Risiken kennen und Chancen nutzen / Rückblick auf das „FrühlingsForum 2025“ des VDI/VDE-AK Sicherheit und des ETV in Berlin mit Dr. Jan Goetz als Sprecher zum Thema „Quantencomputer – Was kommt nach KI? Wie Quantencomputer die Welt verändern können“

datensicherheit.de, 25.03.2025
Colt: Test zur quantengesicherten Verschlüsselung im optischen Netz abgeschlossen / Technologiepartner erforschen gemeinsam neue Möglichkeiten, um den von Quantencomputern ausgehenden Risiken für Verschlüsselung zu begegnen

datensicherheit.de, 19.07.2022
Quanten-Kryptographie könnte Ende der Lauschangriffe bedeuten / Abhör- sowie Manipulationsversuche beeinflussen Daten auf Quantenebene

[datensicherheit.de, 16.05.2025] In bewährter Tradition der „AKSi-FrühlingsForen“ sowie der „ETV-Donnerstagslektionen“ beteilig­ten sich 150 Personen an diesem Vortragsabend am 15. Mai 2025 zu Gast bei der Aconium Akademie (Stellwerk Nordbahnhof), welcher als Kooperationsveranstaltung des VDI/VDE-Arbeitskreises Sicherheit (AKSi) mit dem Elektrotechnischen Verein ETV (VDE Berlin-Brandenburg), VDE Bayern, VDE Region 01 Nord/Hanse, VDE-Bezirk Köln e.V., VDE Region 04 Südwest und dem VDE Rhein-Main e.V. als Hybrid-Veranstaltung durch­geführt wurde. Dr. Jan Goetz, Mitbegründer und „CEO“ der IQM Quantum Computers, Finnland, bot einen inspirierenden, informativen und unterhaltsamen Einblick in die Grund­lagen, derzeitigen Anwendungen und Erfahrungen mit der eigenen unternehmerischen Tätigkeit – ordnete indes die Quantencomputer-Technologie aber auch in einen Rahmen ein und zeigte deren Grenzen auf: So konnten die Teilnehmer aus Wissenschaft und Wirtschaft einen launigen Einblick u.a. in die „Roadmap“ für skalierbare, supraleitende Quantenprozessoren und die Rolle Europas im globalen Wettbewerb gewinnen.

Foto: ETV/VDE

Gelebte Kooperation auf dem „FrühlingsForum 2025“ (v.l.n.r.): Dr. Jan Goetz (CEO IQM Quantum Computers), Dirk Pinnow (Ltr. VDI/VDE AK Sicherheit), Carsten Pinnow (Vorstandvorsitzender ETV/ VDE Berlin-Brandenburg e.V.), Axel Kahsnitz (Vorstandsmitglied ETV / VDE Berlin-Brandenburg e.V.), Widar Wendt (Pressesprecher aconium GmbH), Dr. Martin Hieber (VDE-Vorstand Technik und Netzwerke / CTO), Prof. Dr.-Ing. Stephan Schäfer (HTW Berlin), Julian Marberger (Leiter VDE Bayern), Ralf Berger (Ltr. VDE-Region Mitte-Ost)

Weichen für sinnvolle und sichere Nutzung der Quantencomputer müssen jetzt gestellt werden

In der Begrüßung durch die beiden ds-Herausgeber und ASKi-Leiter, Carsten Pinnow (ETV/VDE) und Dirk Pinnow (VDI), wurde bereits deutlich, dass die Weichen für eine sinnvolle Nutzung der Quantencomputer-Technologie im Sinne der Verfügbarkeit von Potenzialen für Innovation und Wertschöpfung unserer Volkswirtschaft jetzt gestellt werden müssen.

Denn der „Dual-Use“-Charakter jeglicher Technik wird ziemlich sicher auch in Zukunft von bösartigen Akteuren missbraucht werden. Bei diesem Abend stand nun das elementare Sicherheitsziel der „Verfügbarkeit“ im Vordergrund – konkret die Chancen, welche diese neuartige IT bieten kann.

Wenn Supercomputer an Leistungsgrenzen stoßen, können Quantencomputer Abhilfe schaffen

Der Vormarsch der Künstlichen Intelligenz (KI) zeigt aktuell sehr eindrucksvoll, was man mit zunehmender Rechenleistung bereits erreichen kann. Doch selbst die größten heute verfügbaren Rechen­zentren und „Supercomputer“ stoßen irgendwann an ihre Leistungsgrenzen. Abhilfe können hier nun sogenannte Quantencomputer schaffen:

Diese stellen eben eine neuartige Art von Computern dar, welche die Gesetze der Quantenmechanik nutzen. So sind sie befähigt, Berechnungen viel schneller und effizienter durchzuführen als her­kömmliche Computer. Während Letztere mit „Bits“ arbeiten, die entweder den Wert 0 oder 1 haben, arbeiten Quantencomputer mit sogenannten „Qubits“, die dank eines Phänomens namens Super­position nicht nur 0 oder 1 sein können, sondern auch Zustände dazwischen oder sogar beide gleich­zeitig einnehmen können.

Einsatz solcher Quantencomputer u.a. für Pharma-, Logistik- und Finanzindustrie

In seinem Vortrag ging Goetz u.a. darauf ein, wie der Einsatz solcher Quantencomputer in Bereichen wie der Pharma-, Logistik- oder Finanzindustrie die Welt verändern kann. Denn aufgrund ihrer expo­nentiell wachsenden Rechenleistung können sie Aufgaben lösen, für die selbst die leistungsstärksten „Super­computer“ Millionen von Jahren brauchen würden. Sie könnten beispielsweise dabei helfen, neue Medika­mente schneller zu entwickeln, die Verarbeitung großer Datenmengen zu beschleunigen oder Autonomes Fahren zu optimieren… ETV-Vorstandsmitglied Prof. Dr.-Ing. Stephan Schäfer hat in seiner Stellungnahme den Stand der Dinge zusammengefasst:

𝗪𝗼 𝘀𝘁𝗲𝗵𝗲𝗻 𝘄𝗶𝗿 𝗵𝗲𝘂𝘁𝗲?
Systeme mit 50+ Qubits sind Realität.
Fehlertoleranz und Skalierbarkeit sind zentrale Herausforderungen.
Hybride Quanten-Klassik-Modelle zeigen aktuell das meiste Anwendungspotenzial.
Und: Europas ,Quanten-Ökosystem’ wächst! 

Dr. Martin Hieber, Technikvorstand des VDE, kommentierte: „Wer sich heute mit Quanten­computing beschäftigt, gestaltet aktiv den Technologiesprung von morgen mit!“

Weitere Informationen zum Thema:

IQM
Technology / We build the world’s most advanced full-stack quantum computers for supercomputing centers, industry leaders, and developers.

YouTube, IQM Quantum Computers, 11.03.2022
Introduction to IQM Quantum Computers – Dr. Jan Goetz, CEO and Co-Founder

VDE BERLIN-BRANDENBURG (ETV), 27.07.2022
ETV-Donnerstagslektionen: Die ETV-Donnerstagslektionen behandeln aktuelle Themen insbesondere aus den Bereichen Elektro- und Informationstechnik sowie Sicherheit. / Sie finden mit Ausnahme der Sommerpause (Juli und August) in der Regel am zweiten Donnerstag des Monats um 18.00 – ca. 20.00 Uhr statt, meist im Hybrid-Verfahren, vor Ort im VDE-Haus und online per Zoom.

datensicherheit.de, 12.05.2025
Q-Day: Utimaco rät Unternehmen zur rechtzeitigen Vorbereitung auf quantengestützte Cyberangriffe / Aktueller Utimaco-Report zu Quantenbedrohungen erschienen – um weiterhin digitale Sicherheit zu gewährleisten, muss sich die heutige Kryptographie drastisch verändern

datensicherheit.de, 15.09.2022
Wenn Quantencomputer praxistauglich werden, ist Post-Quantenkryptographie erforderlich / Bereits jetzt sollten Algorithmen und Hardware entwickelt werden, die diesen leistungsfähigen Quanten-Superrechnern standhalten

datensicherheit.de, 19.07.2022
Quanten-Kryptographie könnte Ende der Lauschangriffe bedeuten / Abhör- sowie Manipulationsversuche beeinflussen Daten auf Quantenebene

datensicherheit.de, 03.11.2019
Schutz gegen Quantencomputer: Wettrüsten gestartet / Unternehmen sollten sich bereits heute mit dem Thema auseinandersetzen und quantensichere Datenverschlüsselung einleiten

datensicherheit.de, 28.10.2019
Quantencomputer bedrohen Absicherung vernetzter Systeme / Google hat Start für neues Computerzeitalter gesetzt

[datensicherheit.de, 12.05.2025] Laut einer aktuellen Stellungnahme von Utimaco wird der sogenannte Q-Day zu einer realen Bedrohung – und gibt Unternehmen Tipps, um sich rechtzeitig darauf vorzubereiten. „Q-Day“ bezeichnet demnach den Tag, an dem böswillige Akteure Zugang zu quantengestützten Cyberangriffen haben werden – „er könnte bereits 2030 eintreten“. Um nun weiterhin digitale Sicherheit zu gewährleisten, müsse sich die heutige Kryptographie drastisch verändern. Cindy Provin, „CSO“ bei Utimaco, führt aus, wie sich Unternehmen auf diese Herausforderung vorbereiten sollten.

Foto: UtimacoCindy Provin rät Unternehmen, ihre kryptographische Infrastruktur für mehrere Anwendungsfälle neu zu definieren

Überlegene Quanten-Rechenleistung könnte heutige gängige Verschlüsselungsverfahren aushebeln

Bereits um das Jahr 2030 könnten Quantencomputer mit kryptographischer Relevanz kommerziell verfügbar werden. „Ihre überlegene Rechenleistung würde es ermöglichen, heutige gängige und als sehr sicher geltende Verschlüsselungsverfahren zu brechen“, prognostiziert Provin. Ähnlich wie bei anderen Technologien zuvor, sei auch bei Quantencomputern von wachsender Verbreitung und sinkenden Kosten auszugehen, so dass diese früher oder später auch eine Option für Cyberkriminelle werden könnten.

„Deshalb sollten Unternehmen frühzeitig Maßnahmen ergreifen und den Umstieg auf quantensichere Algorithmen (Post Quantum Cryptography / PQC) vorbereiten.“ Auch wenn dies mit erhöhtem Aufwand und zusätzlichen Ressourcen verbunden sei – etwa durch den Einsatz komplexerer Verfahren – dürfe dieses Thema nicht aufgeschoben werden. Provin warnt: „Kommt es tatsächlich zu Angriffen auf klassische Kryptosysteme, könnten die Folgen verheerend sein!“

Quantenrechner – nicht nur eine abstrakte Bedrohung

Gefährdet sei insbesondere die asymmetrische Kryptographie, bei der die Beziehung zwischen privatem und öffentlichem Schlüssel über schwer umkehrbare mathematische Operationen hergestellt werde. „Mit aktueller Hardware ist es nicht in reeller Zeit möglich, aus einem öffentlichen Schlüssel auf den damit verknüpften aber geheimen privaten Schlüssel zu schließen.“ Die überlegene Rechenleistung der Quantenrechner könnte indes diese Grundlage moderner Kryptosysteme zunichtemachen – mit drastischen Konsequenzen:

• „Asymmetrische Kryptografie ist heute allgegenwärtig – auch wenn viele Menschen sie kaum bewusst wahrnehmen. Sie bildet die Grundlage für sichere Verbindungen im Internet (HTTPS) und schützt die Kommunikation in Messenger-Diensten wie ,WhatsApp’ durch Ende-zu-Ende-Verschlüsselung.“
• Auch digitale Nachweise, wie sie künftig in der von der EU geplanten „ID-Wallet“ gespeichert werden sollen, basierten auf diesem Prinzip. Dabei könnten Inhalte mit einem öffentlichen Schlüssel überprüft werden, während nur befugte Stellen mit entsprechenden privaten Schlüsseln zur Ausstellung berechtigt seien.
• Ebenso komme asymmetrische Kryptographie bei qualifizierten elektronischen Signaturen zum Einsatz. „Ein Angriff auf die dafür verwendeten Zertifikate könnte digitale Verträge kompromittieren, beziehungsweise wertlos machen!“

Derzeitige Vorbereitungen auf die Bedrohung durch quantenbasierte Cyberangriffe

Angesichts der realen Bedrohung durch quantenbasierte Cyberangriffe stelle sich die Frage, wie die Wirtschaft mit dem Thema umgeht. „Nur 20 Prozent der Unternehmen haben bereits mit der PQC-Migration begonnen, wie eine Umfrage von Utimaco unter mehr als 200 Organisationen in den USA, dem Vereinigten Königreich und Deutschland zeigt.“

• 34 Prozent der Befragten möchten immerhin innerhalb der nächsten ein bis drei Jahre mit der Migration beginnen,
• 21 Prozent im Zeitraum von drei bis fünf Jahren und acht Prozent in fünf bis zehn Jahren.
• 17 Prozent der Unternehmen hätten noch keine Pläne zur Umstellung auf Post-Quanten-Kryptographie.

Umstellung auf Postquanten-Kryptographie kein Nebenprojekt – sondern umfassende Transformation

Provin betont: „Dabei sollten Verantwortliche bedenken, dass die Umstellung auf Postquanten-Kryptographie kein Nebenprojekt, sondern eine umfassende Transformation ist, bei der Unternehmen ihre kryptographische Infrastruktur für mehrere Anwendungsfälle neu definieren müssen.“ Die Umstellung auf neue kryptographische Algorithmen könne für bestehende Systeme störend sein – insbesondere aufgrund längerer Schlüssel und unterschiedlicher Implementierungen.

• Bei den Unternehmen, die an einer PQC-Migration arbeiten, bevorzugten die meisten (63%) einen hybriden Ansatz, d.h. die Kombination klassischer und Post-Quantum-Kryptographie.
• 17 Prozent planten hingegen eine vollständige PQC-Implementierung.

Hardware-Anbieter und Kryptographie-Dienstleister sollten kryptoagil sind, um bei Bedarf neue, quantensichere Algorithmen aufspielen zu können

„,Quantum Key Distribution’ (QKD), eine Methode des Schlüsselaustauschs, die sich selbst Quanteneffekte zunutze macht, möchten lediglich zwölf Prozent der befragten Unternehmen als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme implementieren.“ Gründe dafür könnten der Bedarf an neuer, hochspezialisierter Hardware sowie physikalische Einschränkungen der Übertragungswege sein.

PQC lasse sich hingegen sehr gut in bestehende Systeme integrieren. Provin abschließender Hinweis: „Unternehmen sollten jedoch darauf achten, dass Hardware-Anbieter oder Kryptographie-Dienstleister kryptoagil sind, so dass sie bei Bedarf neue, quantensichere Algorithmen auf ihre Geräte aufspielen können.“

Weitere Informationen zum Thema:

utimaco, 2025
2025 Utimaco PQC Readiness Report / Insights into PQC Migration from 200+ IT Security Professionals

datensicherheit.de, 25.03.2025
Colt: Test zur quantengesicherten Verschlüsselung im optischen Netz abgeschlossen / Technologiepartner erforschen gemeinsam neue Möglichkeiten, um den von Quantencomputern ausgehenden Risiken für Verschlüsselung zu begegnen

datensicherheit.de, 15.09.2022]
Wenn Quantencomputer praxistauglich werden, ist Post-Quantenkryptographie erforderlich / Bereits jetzt sollten Algorithmen und Hardware entwickelt werden, die diesen leistungsfähigen Quanten-Superrechnern standhalten

datensicherheit.de, 19.07.2022
Quanten-Kryptographie könnte Ende der Lauschangriffe bedeuten / Abhör- sowie Manipulationsversuche beeinflussen Daten auf Quantenebene

datensicherheit.de, 03.11.2019
Schutz gegen Quantencomputer: Wettrüsten gestartet / Unternehmen sollten sich bereits heute mit dem Thema auseinandersetzen und quantensichere Datenverschlüsselung einleiten

datensicherheit.de, 28.10.2019
Quantencomputer bedrohen Absicherung vernetzter Systeme / Google hat Start für neues Computerzeitalter gesetzt

datensicherheit.de, 02.07.2019
utimaco: Standardsetzung für quantensichere Kryptographie / Vernetzte Geräte, Daten und Kritische Infrastrukturen langfristig vor möglichem Quantencomputer-Angriff schützen

[datensicherheit.de, 19.03.2025] Nach Laser und OLEDs steht die zweite Quantenrevolution ins Haus: Einzelne Lichtteilchen können hergestellt, gezielt manipuliert und gemessen werden. Welche Möglichkeiten dies für die Cyber-Sicherheit bietet, erläutern Expertinnen und Experten auf der Anwendertagung mit begleitender Fachausstellung Quantum Photonics, die erstmalig am 13. und 14. Mai 2025 in Erfurt stattfindet.

Anwendertagung „Quantum Photonics“, Bild: Messe Erfurt

Klassische Kryptographie steht vor großen Herausforderungen

Die klassische Kryptographie steht vor großen Herausforderungen. Denn um Daten verschlüsseln und sicher übertragen zu können, ist ein gewisser Austausch von Informationen nötig. Wird dieser allerdings belauscht, lässt sich der Schlüssel zurückberechnen: Die Daten sind lesbar. Quantencomputer und künstliche Intelligenz lassen das Problem drängender werden. Doch Quantentechnologien bieten gleichzeitig eine Lösung: Die Quantenkryptographie. Statt auf Mathematik wie klassische Kryptographie basiert sie auf Physik – mit Schlagworten wie Superposition, Verschränkung, Unschärfe – und ermöglicht somit ein neues Level an Sicherheit. „Bei der Quanten-Kryptographie würde jedes Belauschen dazu führen, dass der Quantenzustand zerstört und der Schlüssel unwiederbringlich verloren ist“, weiß Dr. Kevin Füchsel, Geschäftsführer der Quantum Optics Jena GmbH. „Sie bietet somit die Möglichkeit, Daten nahezu abhörsicher auszutauschen.“

Quanten-Kryptographie-Experten aus Forschung und Unternehmen geben Einblicke

Welchen Forschungsfragen im Bereich der Quanten-Kryptographie gehen Universitäten und Forschungseinrichtungen derzeit nach? Wie setzen Unternehmen die Quantenkryptographie bereits ein und welche zukünftigen Chancen sehen sie? Diese und ähnliche Fragen werden auf der Quantum Photonics am 13. und 14. Mai 2025 in Erfurt erörtert, bei der Forscher, Entwickler, Konstrukteure und Nutzende ihre Expertise austauschen. „Neben Forschungseinrichtungen binden wir bewusst anwendende Unternehmen ein – schließlich bewegt sich die Quantenkryptographie längst weg vom rein akademischen Feld hin zur Alltagsanwendung“, sagt Füchsel, der zudem Forenverantwortlicher des Bereichs „Quantum for Cyber Security“ auf der Quantum Photonics ist.

So etwa in der Bundesdruckerei. Da sie unter anderem Geldscheine druckt und Ausweise erstellt, spielt der Schutz von Identitäten eine große Rolle. Auf dem Fachkongress gibt Oliver Muth, Projektleiter und Senior Principal Secure Materials & Quantum Systems der Bundesdruckerei GmbH, einen Einblick, wie das Unternehmen die Cyber-Sicherheit mit Hilfe von Quantenkryptographie, Quantencomputing und Quantensensorik nach oben treibt.

Hohe Bedeutung „quantensicherer“ Kommunikation bei Behörden und Regierungen

Wichtig ist eine „quantensichere“ Kommunikation insbesondere bei Behörden und Regierungen. Bis 2030 soll daher eine länderübergreifende Quantenkommunikationsinfrastruktur aufgebaut werden – so das große und ambitionierte Ziel der europäischen Initiative European Quantum Communication Infrastructure. Die deutsche Zuarbeit leistet das Projekt Q-net-Q, geleitet von Dr. Thomas Hühn von der Hochschule Nordhausen. Er erläutert, wie Quanten-Kryptographie Cyber-Sicherheit auf europäischer Ebene ermöglichen soll.

Eine Möglichkeit für die Realisation von Quanten-Kryptographie besteht in der „Quantum Key Distribution“, kurz QKD: Sie benötigt spezialisierte Hardware wie Einzelphotonenquellen oder -detektoren. Die Post-Quantum-Kryptographie dagegen lässt sich auch auf klassischer Hardware implementieren. Dabei handelt es sich um kryptografische Verfahren, von denen angenommen wird, dass sie auch mit Hilfe eines Quantencomputers nicht zu brechen sind. Wie sich Quantum Key Distribution und Post-Quantum-Kryptographie implementieren lassen, erörtert Thomas Lebeth von der dacoso GmbH.

Auch die Quantum Optics Jena GmbH – eine Ausgründung des Fraunhofer IOF – wird auf dem Fachkongress vertreten sein. „Wir sind weltweit der einzige QKD-Hersteller, der Szenarien aufbauen kann, bei denen mehrere Nutzer gleichzeitig von einer Quantenquelle mit Schlüsselmaterialien versorgt werden“, sagt Füchsel, „und eines der wenigen Unternehmen, das mit verschränkten Photonenpaaren arbeitet. Aktuell findet der Transit von der Forschung hin zur Implementierung statt.“

Neben Unternehmenseinblicken wird auch die aktuelle Forschung zur Cyber-Sicherheit eine große Rolle auf der Quantum Photonics spielen. Beispielsweise stellt das Fraunhofer IOF die Ergebnisse des BMBF-Projekts QuNet vor, an dem zudem das Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, das DLR Institut für Kommunikation und Navigation sowie das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut HHI beteiligt sind. Mit einem Schlüsselexperiment konnten die Forschenden bereits zeigen, wie sich mehrere quantengesicherte Punkt-zu-Punkt-Verbindungen realisieren und kombinieren lassen.

Thüringen: Lange Tradition im Bereich der Photonik

Thüringen bietet nach Angaben des Veranstalters für die neue Messe Quantum Photonics einen idealen Standort. Schließlich gibt es dort eine lange Tradition in der Hochtechnologie, insbesondere im Bereich Optik und Photonik. „Die Universität Jena und das Fraunhofer IOF haben den Quantenzug mit angeschoben – auch aktuell nimmt das Fraunhofer IOF als Entwicklungstreiber in zahlreichen größeren Projekten eine Lead-Position ein“, bekräftigt Füchsel. Die Vision liegt darin, aus von Thüringen aus ein sicheres Quantum Kommunikationsnetz für Deutschland und Europa zu entwickeln. Eine Kooperation mit Singapur gibt es bereits. Kurzum: Thüringen verfügt über das passende Ökosystem, um an Innovationskraft zuzulegen und die zweite Quantenrevolution voranzutreiben, nicht zuletzt über die Fachtagung Quantum Photonics.

Parallelveranstaltung rapid.tech 3D

Die rapid.tech 3D, Leitmesse der AM-Industrie (Additive Manufacturing), findet parallel zur Quantum Photonics vom 13. bis 15. Mai 2025 statt. Da der Bereich der Additiven Fertigung insbesondere für viele optisch basierte Quantentechnologien Anwendung findet, wird die Verzahnung beider Kongress-, Foren- und Netzwerkbereiche Synergien für Aussteller und Besucher bringen.

Weitere Informationen zum Thema:

Messe Erfurt
Kongressprogramm der Quantum Photonics im Überblick sowie Tickets für den Fachkongress mit Ausstellung

[datensicherheit.de, 15.09.2022] Utimaco warnt in einer aktuellen Stellungnahme davor, dass die heute zur Verschlüsselung benutzten Algorithmen sich bald als zu schwach erweisen könnten – sobald nämlich sogenannte Quantencomputer praxistauglich werden. „Daher kommt es jetzt darauf an, Algorithmen und Hardware zu entwickeln, die auch diesen leistungsfähigen Superrechnern standhalten“, lautet die entsprechende Empfehlung.

NIST-Empfehlung für vier quantensichere Algorithmen

Die US-Bundesbehörde National Institute of Standards and Technology (NIST) habe bereits vor einigen Jahren einen Prozess zur Definition bzw. Bewertung von quanten-resistenten Algorithmen eingeleitet. Die potenziellen Kandidaten seien in verschiedenen Runden ausgewählt worden. „Insgesamt wurden mehr als 80 Algorithmen vorgeschlagen, wovon einige bereits recht früh ausschieden.“

Grund dafür war demnach, dass mathematisch Angriffe für Quantencomputer entwickelt wurden, welche die Algorithmen brechen oder stark schwächen konnten. Aktuell habe das NIST die dritte Runde des Evaluationsprozesses abgeschlossen. Ergebnis dessen sei die Empfehlung von vier Algorithmen, welche als „quantensicher“ angesehen werden könnten.

Zeit drängt: Quantencomputer könnten schon bald Realität werden

Der Begriff „Quantencomputer“ klinge zunächst etwas nach Science Fiction oder ganz ferner Zukunft. Doch sie könnten schon sehr bald Realität werden. In einer ad hoc Utimaco-Umfrage unter Kunden hätten 64 Prozent der Teilnehmer angegeben, dass sie reale Bedrohungen durch Quantencomputer innerhalb der nächsten fünf bis neun Jahre erwarteten.

35 Prozent dieser Umfrageteilnehmer hätten daher bereits damit begonnen, Post-Quanten-Kryptographie in ihrem Unternehmen einzuführen. Tatsächlich werde es dafür höchste Zeit: „Werden heute beispielsweise selbstfahrende Autos entwickelt, die zehn und mehr Jahre im Verkehr bleiben sollen, müssen diese über Verschlüsselungen verfügen, die auch in einer Zukunft mit Quantencomputern sicher bleiben.“

Weitreichende Konsequenzen des Brechens nicht- quantensicherer Algorithmen

Werde es versäumt, die Kommunikation eines Fahrzeugs adäquat abzusichern, drohe die Gefahr, dass Kriminelle sich Zugang verschaffen und die Kontrolle über die Autos übernehmen könnten. „Was das für die Insassen bedeuten könnte, möchte man sich nicht vorstellen.“ Doch auch an anderer Stelle könnte es zu weitreichenden Problemen kommen.

Immer mehr Dokumente und Verträge würden heute elektronisch signiert, statt auf Papier unterschrieben. Hinter der elektronischen Signatur stehe allerdings auch ein kryptographischer Prozess, welcher auf die Integrität der verwendeten Algorithmen angewiesen sei. „Falls ein Algorithmus gebrochen wird, hätten alle damit getätigten Signaturen schlagartig keine Beweiskraft mehr.“ Um das zu verhindern, sollten Unternehmen und Institutionen frühzeitig damit beginnen, wichtige digitale Dokumente zu re-signieren. Durch diese erneute Signatur mit einem quantensicheren Algorithmus werde der Beweiserhalt für die Zukunft sichergestellt.

Welt, in der Quantencomputer existieren, aber keine dafür ausgelegten Algorithmen, als beunruhigende Vorstellung

Neben den digitalen Signaturen seien auch Identifikations- und Authentifikationsprozesse im Netz auf sichere Algorithmen angewiesen, um Zugangsdaten zu verschlüsseln. „Kriminelle, die diese Verschlüsselung brechen könnten, hätte ganz neue Möglichkeiten des Identitätsdiebstahls.“ Eine Welt, in der zwar Quantencomputer existierten, aber keine dafür ausgelegten Algorithmen, wäre also eine beunruhigende Vorstellung.

Utimaco rät abschließend: „Unternehmen sollten sich bereits heute so aufstellen, dass sie für den Wechsel zu quantensicheren Algorithmen bereit sind, wenn dies nötig wird.“ Dazu gehöre unter anderem, auf der Hardware-Seite aufzurüsten und Hardware-Sicherheitsmodule anzuschaffen, „die mit den neuen Algorithmen und komplexeren Schlüsseln umgehen können“. Diese Investition sei das ideale Risikomanagement: „Sobald der Fall eintritt, dass Quantencomputer öffentlich verfügbar sind, können Unternehmen ihre Systeme schnell upgraden.“ Müssen sie allerdings dann erst von null anfangen, könne es eventuell zu spät sein – die Migrationszeit sollte man keinesfalls unterschätzen.

Weitere Informationen zum Thema:

datensicherheit.de, 19.07.2022
Quanten-Kryptographie könnte Ende der Lauschangriffe bedeuten / Abhör- sowie Manipulationsversuche beeinflussen Daten auf Quantenebene

datensicherheit.de, 03.11.2019
Schutz gegen Quantencomputer: Wettrüsten gestartet / Unternehmen sollten sich bereits heute mit dem Thema auseinandersetzen und quantensichere Datenverschlüsselung einleiten

datensicherheit.de, 28.10.2019
Quantencomputer bedrohen Absicherung vernetzter Systeme / Google hat Start für neues Computerzeitalter gesetzt

datensicherheit.de, 02.07.2019
utimaco: Standardsetzung für quantensichere Kryptographie / Vernetzte Geräte, Daten und Kritische Infrastrukturen langfristig vor möglichem Quantencomputer-Angriff schützen

[datensicherheit.de, 19.07.2022] Quantencomputer könnten in einigen Jahren unsere heutigen, konventionellen Verschlüsselungen knacken – als Gegenmaßnahme forschen Wissenschaftler deshalb seit Jahren daran, eben ein nicht-knackbares Verschlüsselungssystem zu entwickeln. „Und diese Forschung zeigt bereits erste Erfolge. Beispielsweise hat Google mit ,Sycamore‘ einen Prozessor entwickelt, der das Herzstück eines Quantencomputers mit 53 Qubits bildet“, berichtet Patrycja Schrenk, IT-Sicherheitsexpertin und Geschäftsführerin der PSW GROUP.

Foto: PSW GROUP

Patrycja Schrenk: Erfolge und Entwicklungen der vergangenen Jahre zeigen, dass es gilt, sich vorzubereiten!

Abhörversuche auf quanten-kryptisch verschlüsselten Kanälen fallen direkt auf

Während traditionelle Verschlüsselungssysteme auf Mathematik basierten, basiere die Quanten-Kryptographie auf physischen Eigenschaften. Damit eröffne die Quanten-Kryptographie neue Möglichkeiten: Finden Abhörversuche auf quanten-kryptisch verschlüsselten Kanälen statt, fielen diese direkt auf. Denn etwaige Abhör- sowie Manipulationsversuche beeinflussten die Daten auf Quantenebene und -verfahren machten diese Einflüsse messbar.

„Die Quanten-Kryptographie nutzt Elementarteilchen und Photonen, um mit ihren wesentlichen Eigenschaften ein unknackbares Verschlüsselungssystem zu schaffen. Das ist damit zu begründen, dass der Quantenstatus eines Systems nicht messbar ist, ohne es dabei zu beeinflussen. In der Folge können Abhör- sowie Manipulationsversuche einfach nicht unentdeckt bleiben“, erläutert Schrenk.

Quanten-Verschlüsselung funktioniert bisher unter Laborbedingungen

Dass Quanten-Verschlüsselung funktioniert, hätten neben IBM – Ende 2021 stellte das Unternehmen mit „Eagle Chip“ einen Quantenprozessor mit 127 Qubits vor – auch andere Forscher bewiesen. Jedoch habe es sich um Versuche unter Laborbedingungen und über recht kurze Distanzen hinweg gehandelt: So sei es im Sommer 2015 der Universität Genf in Zusammenarbeit mit dem Hersteller Corning gelungen, eine Distanz von über 300 Kilometern zu überwinden. Wenig später, im Jahr 2018, sei die Überwindung einer Strecke von 421 km gelungen.

„Dass der Quantentechnologie die Zukunft gehört, beweist auch die Tatsache, dass die Entwickelnden des freien SSH-Frameworks ,OpenSSH‘ ab Version 9.0 den Schlüsselaustausch gegen Angriffe durch Quantencomputer abgesichert haben“, so Schrenk. Dafür hätten sie eine „Streamlined NTRU Prime“ genannte Methode implementiert. Als quelloffenes Public-Key-Kryptosystem nutze „NTRU“ gitterbasierte Kryptographie zum Ver- bzw. Entschlüsseln von Informationen.

Verfahren der Post-Quanten-Kryptographie auf klassischer Hardware zu implementieren

Vorreiter der Quanten-Kryptographie gebe es bereits: Die sogenannte Post-Quanten-Kryptographie. Schrenk führt aus: „Mit Post-Quanten-Kryptographie werden Bemühungen bezeichnet, quanten-sichere Krypto-Verfahren, also Verfahren die sich nicht durch Quantencomputer brechen lassen, zu standardisieren. Das ,Post-Quantum Cryptography Projekt‘ ist beispielsweise eine dieser Standardisierungsaktivitäten im Sektor der quantencomputer-resistenten Kryptographie.“

Es sei 2016 vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology initiiert, allerdings sei der ganz große Durchbruch bisher noch nicht gelungen. Schrenk sieht dennoch Potenzial: „Verfahren der Post-Quanten-Kryptographie lassen sich entgegen zur Quanten-Kryptographie auf klassischer Hardware implementieren.“

Quantencomputer und Post-Quantum-Kryptoverfahren derzeit noch nicht für praktische Anwendung

Damit sei sowohl der praktische Einsatz von Quanten-Kryptographie als auch Quantencomputern noch Zukunftsmusik. Wie lange noch, werde sich zeigen. Denn experimentelle Quantencomputer seien bereits in verschiedenen Forschungseinrichtungen gebaut worden. Tech-Giganten wie IBM, Google, Microsoft und Infineon hätten längst Physiker, Mathematiker oder Informatiker angeworben, um erste kommerzielle Quantencomputer entwickeln zu können.

„Kommerziell wurde die Technologie bis dato noch nicht genutzt – sowohl Quantencomputer als auch die Post-Quantum-Kryptoverfahren befinden sich derzeit nicht auf einem Stand, der die praktische Anwendung erlaubt. Dennoch zeigen die Erfolge und Entwicklungen der vergangenen Jahre, dass es gilt, sich vorzubereiten. Es müssen dringend Verfahren, die sich nicht durch Quantencomputer brechen lassen, gefunden werden“, betont Schrenk abschließend.

Weitere Informationen zum Thema:

PSW GROUP, Marek Röhner, 21.06.2022
IT-Security / Quantenkryptografie einfach erklärt

[datensicherheit.de, 21.02.2014]  Physikern aus Saarbrücken und Cambridge (Großbritannien) ist ein wichtiger Schritt bei der Grundlagenforschung neuer Informationstechnologien gelungen. Bei der Quanteninformation spielen Diamanten eine wichtige Rolle. Diese im Labor hergestellten Diamanten sind bis auf eine gewollte Verunreinigung hochrein. In diesen Einschlüssen, die üblicherweise aus der Kombination einer Fehlstelle im Diamantgitter und einem Verunreinigungsatom bestehen, ist es möglich, den Zustand von Elektronen gezielt zu verändern und so Informationen zu speichern. Die Übertragung der Information geschieht mit Lichtteilchen (Photonen). Die Forscherteams um den Saarbrücker Professor für Quantenoptik, Christoph Becher, und Professor Mete Atatüre von der University of Cambridge haben nun gezielt ein Fehlstellen-Zentrum mit Silizium hergestellt und detailliert untersucht. Das resultierende Zentrum besitzt sehr gute optische Eigenschaften und ist daher prinzipiell hervorragend geeignet, um Informationen zu übertragen. Die Forscher haben ihre Ergebnisse in den renommierten Fachzeitschriften „Physical Review Letters“ sowie „Nature Communications“ publiziert.

„Für unsere Arbeiten brauchen wir Diamanten, die einen speziellen Einschluss, genauer gesagt, einen Defekt aufweisen“, erklärt Christoph Becher, Professor für Experimentalphysik an der Universität des Saarlandes. „Dieser besteht oft aus einem Stickstoffatom und einer angrenzenden Leerstelle in der Gitterstruktur des Diamanten. Diese Kombination wird auch Farbzentrum genannt.“ Bestrahlt man die Diamanten nun mit einem Laser, beginnen die Farbzentren Licht auszusenden – ebenso wie es Atome tun. „Dieses Licht trägt Informationen über den internen Zustand des Farbzentrums mit sich.“, sagt Becher weiter. So können die Wissenschaftler gezielt Informationen von einem Quantensystem auf ein anderes übertragen. Zusätzlich kann im Zustand der Elektronen des Farbzentrums Information lokal gespeichert werden. Diese Technologie ist beispielsweise Grundlage für den so genannten Quantencomputer, der um ein Vielfaches schneller und effizienter rechnet als heutige Computer – in der Theorie.

Praktisch hat das Stickstoff-Farbzentrum jedoch einen entscheidenden Nachteil: Seine optischen Eigenschaften sind alles andere als optimal. In der Praxis bedeutet das, dass in den meisten Fällen die die Information, die aus den Stickstoff-Farbzentren im Diamant übertragen werden sollte, unterwegs verloren geht.

In der nun publizierten Studie haben die Wissenschaftler statt des Stickstoffs Siliziumatome als Verunreinigung im Diamant verwendet. Die optischen Eigenschaften des resultierenden Silizium-Farbzentrums sind deutlich vielversprechender. Jedoch waren die elektronischen Eigenschaften bislang unklar. In Zusammenarbeit mit den theoretischen Physikern Adam Gali aus Ungarn und Jeronimo Maze aus Chile haben die Forscher zunächst ein theoretisches Modell entworfen, das die atomaren Wechselwirkungen erklärt. Diese theoretischen Ansätze konnten auf Basis gemeinsamer Experimente mit der Universität Cambridge nun überprüft und verfeinert werden. Für die Experimente wurden Diamanten verwendet, die eigens von Wissenschaftlern aus Innsbruck und Augsburg produziert wurden.

Christian Hepp, Erstautor des Artikels und Mitarbeiter von Christoph Becher, erklärt, was das bedeutet: „Die Lichtteilchen aus dem Silizium-Fehlstellen-Zentrum besitzen ein deutlich saubereres Spektrum und ermöglichen es so, die gespeicherte Information effizient und mit hoher Güte zu übertragen.“

Die Experimente in Cambridge und Saarbrücken haben zugleich den Grundstein für die gezielte Manipulation der elektronischen Zustände gelegt. Damit haben die Wissenschaftler einen wichtigen Schritt in Richtung Quanteninformationsverarbeitung mit diesen Farbzentren vollzogen. Die Informationsübertragung mit dieser Technologie ist aber nicht nur für das Quantencomputing interessant. Die optischen Eigenschaften der Silizium-Farbzentren könnten auch mikroskopisch kleine Sensoren ermöglichen, die zum Beispiel in den Lebenswissenschaften zum Einsatz kommen können und aufklären könnten, was in Zellen auf atomarer Ebene vor sich geht.

Weitere Informationen zum Thema:

nature ommunications, 18.02.2014
Optical signatures of silicon-vacancy spins in diamond

Physical Review Letters, 24.01.2014
Electronic Structure of the Silicon Vacancy Color Center in Diamond