Künstliche Intelligenz
Warum Quantencomputer die moderne Verschlüsselung bedrohen
Schon einmal hat Verschlüsselung Geschichte geschrieben: Vor 85 Jahren knackte die Turing-Bombe alliierter Kryptologen deutsche Geheimbotschaften – und veränderte so den Verlauf des Zweiten Weltkriegs. Heute steht die moderne Kryptografie vor einer ähnlichen Zäsur, denn Quantencomputer könnten in naher Zukunft die Verschlüsselung knacken, auf der unsere digitale Existenz beruht.
Ein herkömmlicher Supercomputer benötigt Millionen oder gar Milliarden Jahre, um RSA-2048 zu knacken, den Verschlüsselungsstandard für E-Mails, Passwörter und Kreditkarteninformationen. Ein Quantencomputer schafft das Schätzungen zufolge in gerade einmal acht Stunden.
- Quantencomputer rechnen anders als herkömmliche Computer. Statt verschiedene Lösungen nacheinander durchzutesten, können Quantenrechner diese gleichzeitig ausprobieren.
- Damit diese Überlagerung zu einem eindeutigen Ergebnis führt, muss für jedes Problem ein passender Quantenalgorithmus gefunden werden, der dieses mithilfe von Quantenphysik effizient löst.
- Die heutige Verschlüsselung etwa ließe sich mit dem Shor-Algorithmus knacken, aber dafür sind Quantencomputer noch nicht leistungsfähig genug. Bis es soweit ist, könnten Schätzungen zufolge noch 15 Jahre vergehen.
Um Verschlüsselungen zu knacken, nutzen Quantencomputer statt mechanischer Walzen die sonderbaren Gesetze der Quantenphysik. Diese entziehen sich jeglicher Intuition, weshalb es nur schwer nachvollziehbar ist, warum Quantencomputer so mächtig sind. Wichtig zu verstehen ist: Quantencomputer sind nicht einfach bessere PCs. Sie eignen sich weder für Videospiele noch, um E-Mails zu sortieren, lösen aber komplexe Optimierungsprobleme in kürzester Zeit. Wie genau, zeigt ein Blick in die Quantenphysik.
Das war die Leseprobe unseres heise-Plus-Artikels „Warum Quantencomputer die moderne Verschlüsselung bedrohen“.
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Europäische Chips auch für Rüstung: Merz besucht Globalfoundries
Der Chipauftragsfertiger Globalfoundries (GF) gibt Einblick in die Bauarbeiten seines Dresdener Halbleiterwerks. 1,1 Milliarden Euro will der Hersteller in den Ausbau stecken und die Gesamtinvestitionen über die Jahrzehnte auf gut 11 Milliarden Euro hieven. Für einen Teil des Ausbaus erwartet GF Subventionen. Er begann allerdings schon vor der Bewilligung auf eigenes Risiko.
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Mit der Sprint genannten Erweiterung erhöht GF die Produktionskapazität in Dresden von aktuell rund 950.000 belichteten Wafern pro Jahr auf 1,1 Millionen. Ende 2028 soll die Erweiterung ihre vollständige Kapazität erreichen. Die erweiterte Produktion könnte noch 2027 hochlaufen.
Bundeskanzler Friedrich Merz reiste auf Einladung seines CDU-Kollegen und Sachsens Ministerpräsidenten Michael Kretschmer nach Dresden. Dort geht es auch um die Versicherung, dass GF „maßgeblich“ Fördergelder im Rahmen des EU-Chips-Acts erhalten soll. Lediglich die EU-Kommission muss noch zustimmen. Wie hoch der Förderanteil ausfallen könnte, verraten die Verantwortlichen bislang nicht.

Renderbild von Globalfoundries‘ Dresdener Werk, sobald die Sprint-Erweiterung fertig ist. Der vordere Teil ist neu.
(Bild: Globalfoundries)
Nexperia auch in Dresden Thema
GF nutzt derweil die Gunst der Stunde: GF kann auch solche Bauelemente herstellen, die aufgrund der Nexperia-Blockade derzeit knapp sind. Die niederländische Regierung hat im Rahmen eines Notstandsgesetzes die Kontrolle über den lokalen Chiphersteller übernommen. Die chinesische Mutter Wingtech stoppte daraufhin Auslieferungen aus den chinesischen Packaging-Werken nach Europa. Weil die Chips erst in diesen chinesischen Werken ihre Gehäuse bekommen, steht Europa ganz ohne brauchbare Nexperia-Bauelemente da. Das trifft unter anderem die Automobilindustrie.
Die außereuropäischen Abhängigkeiten am Beispiel von Nexperia spricht auch Kretschmer an, ohne auszuführen, dass die Abhängigkeiten hausgemacht sind: Der Zulieferer wurde erst 2016 für 2,75 Milliarden US-Dollar nach China verkauft.
GF kann zwar einspringen, allerdings dauert das einige Zeit: Allein der Produktionsprozess dauert laut Hersteller durchschnittlich drei Monate, um etwa 1500 Schritte zu durchlaufen. Dann müssen Kunden die neuen Halbleiter samt ihrer Chipgehäuse mitunter zertifizieren beziehungsweise qualifizieren, etwa für den Einsatz in Autos.
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Spezialtechnik statt feinste Transistoren
GF hat sich auf Mikrocontroller mit integriertem Speicher, Analogschaltungen und Hochfrequenztechnik spezialisiert. Der wichtigste Fertigungsprozess des Herstellers heißt 22FDX: ein Prozess der 22-Nanometer-Klasse mit sogenanntem Fully Depleted Silicon-on-Insulator (FD-SOI). Die Chips sind meist winzig, sodass Tausende auf einem einzigen Wafer sitzen können. Bei einer Kapazität von über einer Million Wafer pro Jahr geht es schnell um Chips in Milliardenstückzahlen.
Abseits von Autoherstellern zielt GF explizit auf die Luft- und Raumfahrt, Rüstungsindustrie und kritische Infrastruktur. Dafür will der Chipauftragsfertiger komplett europäische Lieferketten aufbauen, inklusive Packaging-Werken, etwa beim Dienstleister Amkor in Portugal. GF selbst hat seinen Hauptsitz in den USA und gehört mehrheitlich der Mubadala Investment Company, einem Staatsfonds der Vereinigten Arabischen Emirate.
Zu den Kunden der 22-Nanometer-FD-SOI-Technik von GF gehören auch europäische Chipfirmen wie STMicroelectronics und NXP. GF hat sein Technik-Portfolio kürzlich um die RISC-V-Technik von MIPS erweitert. Den geplanten Bau einer Chipfabrik in Frankreich von GF gemeinsam mit STMicro sagten die Kooperationspartner aber wieder ab.
(mma)
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Digitalministerium testet europäische digitale Identität zusammen mit der BundID
Die Bundesregierung arbeitet aktuell auf Basis des Rechtsakts für eine europäische digitale Identität (EUid) an einer staatlichen digitalen Brieftasche. Ziel der European Digital Identity Wallet (EUDI) ist es, Bürgern ein kostenloses und sicheres Werkzeug an die Hand zu geben, mit dem sie sich künftig EU-weit digital ausweisen können. Ein Fiasko wie bei dem für gescheitert erklärten Projekt ID Wallet für den E-Führerschein und ein virtuelles Portemonnaie soll es dieses Mal nicht geben.
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Um die EUDI-Wallet frühzeitig auf ihre Tauglichkeit fürs E-Government zu testen, hat das Bundesministerium für Digitales und Staatsmodernisierung (BMDS) gemeinsam mit der Sächsischen Staatskanzlei und der Landeshauptstadt Dresden eine praxisnahes Erprobungsinitiative gestartet. Ziel ist die Umsetzung der EU-Vorgaben in konkrete, alltagstaugliche Lösungen.
Dazu haben die Beteiligten zwei Anwendungsfälle im Fokus: Der Dresden-Pass ermöglicht Bürgern mit geringem Einkommen verschiedene Ermäßigungen, etwa in den Bereichen ÖPNV, Kultur und Bildung. Die Sächsische Ehrenamtskarte bietet Engagierten Vergünstigungen im ganzen Freistaat. Beide Nachweise sollen künftig über die EUDI-Wallet sowohl online als auch vor Ort an Annahmestellen genutzt werden können.
Die aus diesem Test gewonnenen Erfahrungen erachtet das BMDS als entscheidend für die spätere bundesweite Anbindung der Verwaltung. Der Schwerpunkt soll dabei auf Nutzerfreundlichkeit liegen.
Die BundID als zentrale Schnittstelle
Bei dem Probelauf spielt die BundID eine Schlüsselrolle. Sie kann schon heute als zentrale Schnittstelle für die Identifizierung und Authentifizierung der Bürger sowie den Austausch von Nachweisen über das zentrale Bürgerpostfach (ZBP) genutzt werden. Aktuell ist sie – nach einem verhaltenen Start, einem kurzen Nachfrageplus und späteren Kontenrückgängen – als Basisdienst des Onlinezugangsgesetzes (OZG) für rund 1800 kommunale Onlinedienste verwendbar. Dieser Online-Ausweis soll nun eine schnelle und unkomplizierte Anbindung der öffentlichen Verwaltung an die EUDI-Wallet ermöglichen. Vorgesehen ist, dass alle an die BundID angebundenen E-Government-Services künftig auch automatisch mit der EUDI-Wallet zusammenspielen.
Das Pilotvorhaben in Sachsen ist als bundesweiter Referenzrahmen gedacht. Nach der geplanten Erprobungsphase im dritten und vierten Quartal 2026 soll die Nutzung der EUDI-Wallet zur Identifizierung bei der BundID sowie die Ausstellung von Nachweisen über das Bürgerpostfach Ende kommenden Jahres implementiert werden. Generell müssen die EU-Staaten aber auch schon allen Bürgern die digitale Brieftasche bis Dezember 2026 bereitstellen.
Föderale Kooperation im Zentrum
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Das Projekt wird eng mit der Bundesagentur für Sprunginnovationen (Sprind) abgestimmt, die mit der Entwicklung der Wallet beauftragt ist. Die Erkenntnisse aus der Erprobung fließen in ein umfassendes Zielbild für die bundesweite Einführung ein, an dem auch Länder, Kommunen und IT-Gremien beteiligt sind. Erste Ergebnisse sollen bereits im November dem IT-Planungsrat zur Entscheidung über die technische Umsetzung vorgelegt werden.
Die EUDI-Wallet selbst geht über einen reinen digitalen Personalausweis hinaus. Sie soll es erlauben, eine Vielzahl von persönlichen Nachweisen sicher auf dem Smartphone zu speichern und zu verwalten. Dazu gehören Führerscheine, Bildungs- und Gesundheitsdokumente, Meldebescheinigungen sowie Reisedokumente.
(wpl)
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Verband: Deutschland liegt beim Quantencomputing zwei bis drei Jahre zurück
Führende Experten auf dem Gebiet der Quantentechnologien ziehen ein gemischtes Fazit zum Stand Deutschlands auf diesem Zukunftsgebiet. Die Zusammenarbeit zwischen Grundlagenforschung und jungen Unternehmen funktioniere in etablierten regionalen Ökosystemen wie München, Stuttgart/Ulm, Jülich und Braunschweig sehr gut, betonen die Wissenschaftler in einem Positionspapier, das der Elektrotechnik- und IT-Verband VDE im Vorfeld des Kongresses MikroSystemTechnik in Duisburg veröffentlicht hat. Erste Produkte für Quantensensorik und IT-Sicherheit seien bereits auf dem Markt. Im internationalen Vergleich liege Deutschland beim Quantencomputing allerdings zwei bis drei Jahre zurück.
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Die größte Herausforderung ist laut der Analyse derzeit nicht primär technologischer Natur, sondern die zurückhaltende Nachfrage und das mangelnde Wissen aufseiten der Anwender in vielen Branchen. Zudem bewerten die Insider die Forschungsförderung, insbesondere mit Blick auf die Abstimmung zwischen den beteiligten Ministerien, als nicht immer kohärent und zielgerichtet genug. Jenseits der Schwächen bei Quantenrechnern befinde sich Deutschland bei der Quantensimulation, der Quantenkommunikation mit ersten Versuchsnetzen sowie der Quantensensorik auf Augenhöhe mit der internationalen Spitze.
„Die Quantentechnologien machen derzeit erkennbare Fortschritte“, schreiben die Verfasser. Aber der Weg zu erfolgreichen, auch massentauglichen Produkten sei lang: „Wir brauchen einen langen Atem.“ Aus dem Status quo leiten die Experten, denen auch Führungskräfte aus Konzernen wie IBM, Infineon, Bosch und Trumpf angehören, sieben Impulse ab. Diese sollen helfen, die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und Deutschland bis 2026 als führenden Standort für industrielle Anwendungen im Quantensektor zu etablieren.
Ruf nach nationaler Quanteninitiative
Die Zuständigen in Politik, Wissenschaft und Wirtschaft sollen demnach eine von allen getragene „Moonshot“-Vision und Technologie-Fahrpläne mit messbaren Zielen entwickeln. Es gelte, die regionalen Quanten-Ökosysteme strategisch zu stärken. Öffentlich geförderte Pilotlinien müssten mit Einbindung der Wirtschaft betrieben werden, der Staat soll als Ankerkunde und durch Forschungskäufe den Markt fördern. „Das heißt zum Beispiel, dass darin geförderte Hightech-Infrastrukturen nach festgelegten Regeln auch für andere Projekte niederschwellig zugänglich sind“, erklärt Thomas Becks vom VDE. „So können wir Investitionsmittel effizient einsetzen.“
Die Förderung soll fokussierter, kohärenter und thematisch auf kritische Pfade ausgerichtet werden. Eine Trennung von Hard- und Software nach Ressorts sei zu vermeiden, ist dem Papier zu entnehmen. Die Mittelvergabe müsse auf messbaren Zielen basieren, um Projekte agil anpassen oder bei Misserfolg ohne Sanktionen stoppen zu können. Zudem seien Anreize für etablierte Unternehmen und eine intensivierte, finanziell aufgestockte Startup-Förderung nötig.
Deutschland müsse im globalen Wettbewerb um exzellente Wissenschaftler und Nachwuchs durch attraktive Angebote und die Reduzierung bürokratischer Hürden punkten, fordern die Fachleute. Die größte Herausforderung sei die Akzeptanz. Neue Veranstaltungsformate und die finanzielle Unterstützung für Erstanwendungen in der Industrie sollen die Nachfrage stimulieren und Lernkurven ermöglichen. Auch die aktive Begleitung der Standardisierung und Normung sei essenziell, insbesondere bei der Integration von Quantentechnologien in bestehende Systeme wie das Internet der Dinge oder Hochleistungsrechnen.
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Die Verfasser schlagen vor, eine nationale Quanteninitiative aufzubauen. Diese müsse alle relevanten Fachdisziplinen und Unternehmensgrößen einbinden. Ein solcher Schritt könne die erforderliche Koordination und eine Roadmap liefern.
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