Quantencomputer im Kommen: Brauchen wir noch eine Regulierung?
Quantencomputing ist eine Schlüsseltechnologie der Zukunft, dementsprechend hart ist der Wettkampf in Forschung und Entwicklung. Die Veränderungen für Wirtschaft und Gesellschaft als Folge der Quantencomputer werden signifikant sein – ist eine frühzeitige Regulierung sinnvoll und wie kann sie sinnvoll eingeleitet werden, um Macht und Risiken einzugrenzen?
Das Quantencomputing (engl.: quantum computing) verspricht eine Revolution für die Informationsverarbeitung in vielen Branchen und auch für die Gesellschaft. Von der Bedeutung für den menschlichen Fortschritt ähneln Quantencomputer anderen bahnbrechenden Erfindungen der jüngeren Menschheitsgeschichte, wie zum Beispiel der Erfindung der Elektrizität, des Internets und besonders aktuell: der künstlichen Intelligenz. Jedoch sind die Erwartungen zumindest zeitlich etwas mit Vorsicht zu genießen. Nach aktuellem Stand sind wir noch 10 bis 15 Jahre von praxistauglichen Quantencomputern entfernt. Mit diesem Beitrag möchten wir einen ersten Überblick zum Quantencomputing geben und damit einhergehend erste regulatorische Überlegungen anbieten.
Welches Potenzial hat Quantencomputing?
Im Gegensatz zu herkömmlichen Computern sind Quantencomputer in der Lage, komplexe und umfangreiche Datensätze mit unvorstellbaren Geschwindigkeiten zu verarbeiten. Nicht einmal die modernsten und leistungsstärksten Supercomputer können hier mithalten. Diese enorme Rechenleistung verspricht Lösungen für hochkomplexe Probleme zu erschließen, von der Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung vieler Krankheiten über die Entwicklung neuer Materialien bis hin zur Erstellung genauerer Klimamodelle. Optimierungsprobleme jeglicher Art werden mit Quantencomputern also in kürzester Zeit gelöst, so das Versprechen.
Wer erreicht die Quantum Supremacy zuerst?
Aufgrund dieser Potenziale hat ein globaler Wettlauf um die sogenannte „Quantenüberlegenheit“ (engl.: quantum supremacy) begonnen. Staaten fördern Forschung und Entwicklung mit Milliardenbeträgen, wobei die üblichen Player an dem Thema dran sind: Europa, die USA und China sind im scharfen Konkurrenzkampf. Gleichzeitig arbeiten auch die Tech-Riesen mit Hochdruck an dem Thema: Microsoft, Google und IBM – alle sind am Wettlauf beteiligt. Konsequenterweise entsteht auch ein Ökosystem mit einer wachsenden Zahl an Unternehmen, die Lösungen für spezielle Aspekte des Quantencomputing anbieten. Einige wenige dieser relativ jungen Firmen sind bereits börsennotiert.
Kurzgesagt ist Quantencomputing eine Schlüsseltechnologie der nahen Zukunft. In jüngster Zeit vergleichbar ist diese Begeisterung wohl nur mit dem Hype um künstliche Intelligenz. Jedoch lehrt uns die Geschichte auch, dass derartig weitreichende technologische Entwicklungen oft erhebliche gesellschaftliche und ethische Bedenken mit sich bringen können, die adressiert werden müssen.
Quanten-Risiken: Der Fall Kryptografie
Proaktive und durchdachte Regulierung scheint entscheidend zu sein, da Quantencomputing ein hohes Maß an Macht in vielen Bereichen des Lebens mit sich bringt. Und wo Macht im Spiel ist, sind in der Regel auch ernstzunehmende Risiken nicht weit entfernt. Eine der unmittelbaren Bedrohungen entsteht durch die Art und Weise, wie wir Verschlüsselung verwenden, also in der Kryptografie. Quantencomputer machen die derzeit gängigen und als relativ sicher geltenden Verschlüsselungs-Algorithmen obsolet. Betroffen ist somit jeder Aspekt des (digitalen) Lebens und der besonders schützenswerte Bereiche. Hierzu zählen etwa biometrische Daten (z.B. Ausweisdokumente), Daten mit Finanzbezug (z.B. Kreditkarteninformationen) oder aber auch im eher „simplen“ Fall: private Chats in gängigen Anwendungen.
Regierungsnahe und spezialisierte Institutionen arbeiten bereits seit geraumer Zeit an Empfehlungen, um mit diesem konkreten Risiko umzugehen. Beispielsweise hat das U.S. National Institute of Standards and Technology (NIST) bereits Standards für post-quantum Kryptographie (engl: post quantum cryptography, Abk.: PQC) entwickelt.
Ein weiteres Beispiel ist der U.S. Government Quantum Computing Cybersecurity Preparedness Act. Ebenso gibt es internationale Gremien, die einen globalen Ansatz zur Quanten-Sicherheit fördern. Vor kurzem wurden auch erste Roadmaps für PQC veröffentlicht, beispielsweise von der NIS Cooperation Group der EU. In diesen Roadmaps wird Organisationen der Weg zum Übergang von aktueller zu quantensicherer Verschlüsselung aufgezeigt. Hervorzuheben ist, dass dies eine Mammutaufgabe ist: Der komplette Umstieg von aktuellen zu zukunftssicheren Algorithmen der Verschlüsselung wird viele Jahre dauern, ist aber nicht der Fokus dieses Beitrags.
Grundlegende regulatorische Überlegungen zu Quantencomputern
Neben der Frage der Kryptografie gibt es auch weitere Aspekte, die für eine Standardisierung beziehungsweise Regulierung von Quantencomputern sprechen. Diesbezügliche Überlegungen könnten in Richtung nationaler Sicherheit, digitaler Resilienz, Ethik, des geistigen Eigentums und des Datenschutzes gehen. Die zu beantwortende Frage ist dann, welche Themen in welchem Umfang und auf welche Art reguliert werden sollten. Können Selbstregulierung und das freiwillige Befolgen von noch zu entwickelnden Standards ausreichend sein? Zumindest in die gängigen Standards mit Bezug zu Informationssicherheit (z.B. ISO27001, BSI-Grundschutz) werden die einen oder anderen Aspekte von Quantencomputing sicherlich integriert und somit von Unternehmen befolgt werden.
Aber sollten Gesetzgeber weltweit den Rahmen abstecken, wie es schon mit KI passiert ist? Wir möchten hier unbedingt daran erinnern, dass die Regulierung von KI sich in einem globalen regulatorischen KI-Flickenteppich manifestiert hat und damit Unternehmen vor praktische Herausforderungen stellt. Wünschenswert wäre daher eine Mindestabstimmung zwischen den weltweiten politischen Akteuren, auch wenn diese sich im Wettbewerb befinden.
Neben all diesen Überlegungen sollte der Fokus aus unserer Sicht dennoch immer auf Fortschritt und Innovation liegen, so wie es auch bei KI-Regulierung zumindest angestrebt wurde. Hier ist es besonders ratsam, eine noch engere Abstimmung zwischen den Stakeholdern (Wirtschaft, Forschung, Gesetzgeber) im Quantencomputing zu erreichen.
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