News Spin Qubits: Mit Silizium und 50‑facher Temperatur zur Superposition

[Volker]

Intel streckt die Fühler beim Thema Quantencomputer auch in alternative Richtungen aus. Neben den klassisch supraleitenden Qubits will Intel eine Alternative auf Basis von Silizium, die Spin Qubits, anbieten. Auch diese sollen den Zustand der Superposition erreichen können, allerdings bei 50 mal wärmeren Umgebungstemperaturen.

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[tookpeace.]

Die Technik der Quantencomputer wird hinsichtlich ihrer potentiellen Einsatzmöglichkeiten oft sehr überschätzt.
Die Performance in der Cryptography ist immens hoch, in der Tat. Nur bringt sie leider nichts bei Passwörter knacken bzw. Zugriff erlangen auf Logins etc.

Wie kann man bruteforce-Methoden einfach blocken? Nach 3 falschen Passwort eingaben einfach den Login sperren bzw E-Mail schicken o.Ä
Auch in der Cryptocurrencywelt wird das Thema viel zu überschätzt, jeder redet über das potentielle Aus von bitcoin und Co, wenn Quantencomputer Markt reif sind, Bis dahin ist der einfache Login mit private Keys schon längst überholt und durch komplexere Methoden wie ID-Kennung, Fingerprint etc abgelöst.


Ich freue mich jedenfalls auf die Entwicklung verschiedener prozessierender Systeme, jedoch halte ich den Ball flach und differenziere was wirklich wichtig ist. Das Thema in dem Artikel beispielsweise weckt eher mein Interesse, weil damit General Purpose Computing Units/ Processors weiterentwickelt werden könnten

 

[UnserKapitän]

@tookpeace: Natürlich gibt es Szenarien, in denen eine Schnittstelle den Durchsatz limitiert (z.B. wie du sagtest ein externer Server mit Abfragebeschränkung).

Das ist aber am Thema vorbei. Hashes und verschlüsselte Kommunikation sind somit nutzlos. Wieso soll ich das PW durch Bruteforce erraten, wenn ich doch z.B. als Mittelsmann den DH-Algorithmus einfach per Bruteforce aushebeln kann?
Oder wie soll ich verschlüsselte Dateien schützen? Auf Papier und verstecken?
Darüber hinaus werden bei neuer Technologie sehr unschöne Kluften zwischen alt+neu, arm+reich entstehen. Nicht jeder wird zunächst Zugriff auf einen solchen Computer haben um sich selbst zu schützen, sei es einfach dadurch, dass man nicht genug Geld hat (oder nicht stinkend reich ist), oder dass Regierungen entsprechende Technik gerne für sich beanspruchen wollen.

 

[DarkerThanBlack]

Bei Quantencomputern geht es nur darum Verschlüsselungen zu knacken. Es wird einfach so viele Möglichkeiten durchgespielt, bis das Ergebnis einen Sinn ergibt. Dazu benötigt man nur die Rohdaten, so das eine Passwortlimitierung dabei nicht von belangen ist. Einsatzgebiet ist die Spionage und die Abhörungen von vermeintlich sicheren Daten in jedem militärischen oder zivilen Bereich. Daher wird so ein Quantencomputer nur in einem Staatshaushalt zu finden sein, der genügen Geld besitzt und seine Bürger genauer unter die Lupe nehmen möchte.

Für präzise Berechnungen ist diese Technik allerdings völlig unbrauchbar, es sei denn, man will das richtige Ergebnis nur in einer gewissen Wahrscheinlichkeit bekomme.

 

[Rickmer]

Ich glaube die Hauptfrage bleibt weiterhin ob Intel es schaffen wird, Qubits besser zu skalieren als die Konkurrenz. Wir brauchen tausende (millionen?), nicht dutzende für wirklich sinnvollen Einsatz.

Die Spin Qubits funktionieren bei Temperaturen von bis zu einem Kelvin und damit bei 50 Mal höheren Temperaturen, klassische Qubits aus supraleitenden Systemen müssen auf unter 20 mK herunter gekühlt werden.

Auf der einen Seite ist ein Kelvin immernoch verdammt kalt.

Auf der anderen Seite dürfte der Kühlungsaufwand trotzdem erheblich geringer sein als 20mK.

Bei Quantencomputern geht es nur darum Verschlüsselungen zu knacken. Es wird einfach so viele Möglichkeiten durchgespielt, bis das Ergebnis einen Sinn ergibt. Dazu benötigt man nur die Rohdaten, so das eine Passwortlimitierung dabei nicht von belangen ist.

Für präzise Berechnungen ist diese Technik allerdings völlig unbrauchbar, es sei denn, man will das richtige Ergebnis nur in einer gewissen Wahrscheinlichkeit bekomme.

Es gibt da schon noch mehr Einsatzgebiete wo man nur eine gute Lösung braucht, nicht die bestmöglichste.

z.B. bei der Analyse und/oder Steuerung von Verkehr in großem Maßstab... sowas kann ein Quantencomputer auch deutlich besser als ein normaler.

 

[RainbowSix5]

Autsch, hier sind ja ein paar Krypto-Experten unterwegs...
Um die Diskussion mal auf ein etwas fundierteres Niveau zu heben:
Ein Quantencomputer bringt keinerlei Vorteil, wenn man einen kryptografischen Hash knacken will. D.h. eure Passwortdatenbank ist immer noch so sicher wie heute.
Ein Quantencomputer halbiert in etwa den Aufwand für einen Angriff auf eine symmetrische Cypher. D.h. wir brauchen AES 512. Das ist nicht wirklich ein Problem.
Mit Shors Algorithmus für Quantencomputer existiert ein effizientes Verfahren um sowohl das Fakturierungs- als auch das Diskrete-Logarithmus-Problem zu lösen. D.h. RSA und DH sind damit gebrochen (ja, auch auf Elliptischen Kurven).
Für kryptografische Signaturen ist das nicht so schlimm. Dafür haben wir Merkle Hash Trees (Hashes s.o.). Deren Nachteil ist, dass die Signaturen selbst relativ groß werden, aber die Bandbreite wächst ja.
Allerdings gibt es noch kein einsatzbereites Public-Key-Verschlüsselungsverfahren, das quantencomputersicher ist. Daran arbeitet die Forschung gerade, ist aber wohl ziemlich kniffelig.
Fazit: Die Welt der Kryptografie geht nicht unter, nur weil es Quantencomputer gibt, aber sie wird wieder ein Stück komplizierter.
PS: Für Quellen empfehle ich Google oder den Kurs Post-Quantum Kryptographie von Prof. Buchmann an der TU Darmstadt (falls er noch lehrt).

 

[DjangOC]

Wie sieht es den mit der effektiven Wärmeangabe eines solchen QBits im Vergleich zu einem Transistor aus? Man liesst ja nur, wie kalt es sein muss, aber nichts über die effektiv W Abgabe durch den Prozessor.
Ich finde das etwas nutzlos, klar es ist interessant, aber man kann es so nicht gscheit einordnen.

 

[AndrewPoison]

Soweit ich weiß, arbeiten Quantencomputer (auf der untersten Ebene) supraleitend, und damit ohne Widerstand oder Wärmeentwicklung. Der eigentliche Energiefresser und Wärmeerzeuger (nach außen) ist also das Kühlungssystem für den Chip selbst, vergleichbar mit einem Kühlschrank.

 

[Knaecketoast]

Hoffentlich bald mit Cinebench-Ergebnissen

Liest sich aber, als wären wir von der Massenmarkttauglichkeit nichtmehr soweit entfernt

 

[DjangOC]

Soweit ich weiß, arbeiten Quantencomputer (auf der untersten Ebene) supraleitend, und damit ohne Widerstand oder Wärmeentwicklung. Der eigentliche Energiefresser und Wärmeerzeuger (nach außen) ist also das Kühlungssystem für den Chip selbst, vergleichbar mit einem Kühlschrank.

Ja, auf der Ebene schon, aber die haben ja einen Spin, den muss man ja aufrecht erhalten. Zum einen dürfte da doch wieder Reibung entstehen, zum anderen dadurch Abwärme, oder verstehe ich das falsch?

 

[Mega-Bryte]

Wie kann man bruteforce-Methoden einfach blocken? Nach 3 falschen Passwort eingaben einfach den Login sperren bzw E-Mail schicken o.Ä

Dass man sowas schon ausgehebelt hat, ist dir wahrscheinlich entgangen?! Beim Knacken von iPhones hat man es so gemacht, dass man die Kiste in irgendeinen Zwischenspeicher booten lies und dort mit dem Passwörtern probierte. Waren die maximalen Logins rum, hat man den Speicher resetet und erneut in den Speicher außerhalb des geschützten Speichers booten lassen. Zwar ein wenig umständlich, aber absolut clever.

 

[psYcho-edgE]

Ja, auf der Ebene schon, aber die haben ja einen Spin, den muss man ja aufrecht erhalten. Zum einen dürfte da doch wieder Reibung entstehen, zum anderen dadurch Abwärme, oder verstehe ich das falsch?

Na ja, Reibung bei in Magnetfelder eingeschlossenen subatomaren Partikeln?

 

[DjangOC]

@psYcho-edgE,sie sind dort aber nicht stabil eingeschlossen, sie "fallen" ja raus, sind nicht sehr langlebig (in Bezug auf Funktion), und dann müssen die doch irgendwo zusammenstossen und dort relativ viel Reibung haben, oder?