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In den letzten Jahren hat künstliche Intelligenz (KI) ihre Tentakel über die globale Technologielandschaft ausgebreitet. Das verdeutlicht unter anderem auch der zunehmende Einsatz von Automatisierung und autonomen Technologien in diversen Branchen und Sektoren. Und während die Welt noch mit dem Impact der KI ringt, steht mit Quantencomputing bereits das “next big thing” in den Startlöchern. Das Aufeinandertreffen dieser beiden Technologien verspricht, der nächste große technologische Schauplatz zu werden. Dieser könnte nicht nur Computing und Cybersicherheit, sondern sogar geopolitische Machtstrukturen entscheidend prägen.
Denn während KI-Algorithmen dafür bekannt sind, Muster zu erkennen und aus den ihnen zugeführten Daten zu lernen, versprechen Quantencomputer, mehrere Wege gleichzeitig zu erkunden. Das legt nahe, dass mit der Technologie eine Revolution in Sachen Datenverarbeitung bevorsteht. Anstelle von Bits (0en und 1en), wie sie von KI-Systemen verwendet werden, nutzen Quantencomputer Qubits, die dank der Prinzipien der Superposition und Verschränkung gleichzeitig in mehreren Zuständen existieren können. So verspricht ein gut konzipiertes Quantensystem, Probleme in Mikrosekunden zu lösen, für die konventionelle Computer Jahre benötigen würden. Das könnte beispielsweise dazu beitragen, künftig manipulationssichere Kommunikationsinfrastrukturen zu etablieren – Stichwort Quantum Key Distribution (QKD).
KI trifft Quantum Computing – ein zweischneidiges Schwert
Je mehr Daten in einen KI-Algorithmus einfließen, desto besser sind im Regelfall die Ergebnisse. Besonders großangelegte KI-Systeme wie ChatGPT oder DeepMind AlphaFold haben jedoch regelmäßig mit den Grenzen zu kämpfen, die ihre zugrundeliegende Hardware aufwirft. Mit Quantencomputern würden sich diese Limitationen in Luft auflösen: Sie nutzen Quantum Machine Learning (QML), um etwa Muster zu erkennen oder Simulationen zu optimieren. Darüber hinaus macht das Konzept des QML-Trainings es sehr wahrscheinlich auch überflüssig, Echtzeit-Trainingsdaten über riesige Rechenzentren bereitzustellen. In der Praxis wird die Kapazität von Quantencomputern Ergebnisse in Mikrosekunden liefern. Das macht etwa globale Echtzeit-Klimasysteme und Real-Time-Finanzmarktsimulationen möglich.
Doch die schöne neue Quanten-Zukunft hat auch eine dunkle Seite: Schließlich kann die Technologie auch von Cyberkriminellen als Waffe instrumentalisiert werden. Mit den resultierenden, quantengestützten Cyberbedrohungen könnten aktuelle Verschlüsselungsverfahren wie ECC, RSA oder AES ausgehebelt werden – wobei die beiden erstgenannten etwa von Finanzinstituten genutzt werden, um Online-Transaktionen abzusichern.
Würden diese Encryption-Methoden kompromittiert, wäre die Vertraulichkeit verschlüsselter Daten passé. Der Tag, an dem es dazu kommt, bezeichnet man auch als „Q-Day“. Und es lauern noch weitere, quantengestützte Gefahren. So könnten Cyberkriminelle die Technologie etwa auch einsetzen, um:
- Passwörter zu knacken,
- digitale Zertifikate zu fälschen, oder
- Deepfakes von KI-Systemen zu erstellen.
Der Weg in die Quanten-Zukunft
Sowohl Unternehmen als auch Regierungsinstitutionen, bereiten sich bereits auf den Q-Day vor. Das britische National Cyber Security Centre (NCSC) verfolgt etwa einen stufenweisen Ansatz, um bis zum Jahr 2035 sämtliche seiner Systeme entsprechend zu härten. In den USA soll die Umstellung der nationalen Sicherheitssysteme ähnlich laufen – hier ist 2030 das Ziel. Diese Bemühungen sind ein proaktiver Verteidigungsansatz, der darauf fokussiert, quantenresistente Verschlüsselungsmodelle und adaptive Cybersicherheitsrichtlinien zu entwickeln, die die Sicherheit kryptografischer Schlüssel im nahenden Quantenzeitalter gewährleisten können.
Weil auch Quanten-Systeme auf Wahrscheinlichkeiten basieren und nicht auf Gewissheiten, besteht die Herausforderung für diejenigen, die diese Innovationen entwickeln, nicht nur darin, die schnellsten und effizientesten Kombinationsmöglichkeiten von KI- und Quantensystemen aufzutun. Es geht dabei auch und insbesondere um das Thema Trust. Dieses Vertrauen müsste in Form von Cybersecurity Frameworks und -Regulierungen aufgebaut werden, die die Sicherheit, Transparenz und Governance optimieren. Das kann auch dazu beitragen, die Themenfelder Post-Quanten-Kryptografie, KI-Audits, Observability und Ethik anzugehen, die die Grundlage für widerstandsfähige digitale Ökosysteme bilden werden.
Auch wenn KI und Quantencomputing die menschliche Intelligenz nicht ersetzen werden, werden ihre Spuren in nicht allzu ferner Zukunft überall zu sehen sein. Die eigentliche Frage ist dabei jedoch, ob sich unsere Gesellschaft an das Tempo dieser technologischen Entwicklungen anpassen kann – bevor sie von ihr beherrscht wird. Trotz aller positiven Aussichten ist die Gefahr groß, dass die Kombination aus Quantum Computing und KI die Grundlagen des digitalen Vertrauens und der Privatsphäre, auf denen moderne Gesellschaften beruhen, untergraben. Und angesichts des immer näher rückenden Q-Day steigt auch die Dringlichkeit, sich auf die Post-Quanten-Welt vorzubereiten.
Für Unternehmen, Regierungen und Cybersicherheitsexperten heißt das in erster Linie, über die Innovation und den technologischen Fortschritt, den die Technologien mit sich bringen, hinauszublicken und die Resilienz in den Fokus zu nehmen. Das wird massive Investitionen erfordern, um ethische KI-Governance, Regulierungsrahmen und Vorschriften sowie Post-Quanten-Kryptografie-Standards in bestehenden Systemen zu fördern. (fm)
Dieser Beitrag wurde im Rahmen des englischsprachigen Experten-Netzwerks von Foundry veröffentlicht.