Einführung in die Quanteninformatik
Quantenkryptografie, Teleportation und Quantencomputing
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Beschreibung
Ausgehend von der Theorie und den Protokollen der Quantenkryptografie werden anhand der derzeitigen technischen Möglichkeiten die erreichbaren Servicequalitäten vorgestellt. In einer ausgiebigen Diskussion wird die erreichbare Sicherheit herausgearbeitet, wobei bislang wenig beachtete Gesichtspunkte der Kryptoanalyse einfließen.
Im gleichen Stil werden die Möglichkeiten des Quantencomputing untersucht, wobei eine ausführliche Lehreinheit über den Entwurf von Quantenalgorithmen und deren Versuchsimplementation auf klassischen Rechnern enthalten ist. Die Skalierbarkeit von Quantencomputern wird kritisch untersucht.
Als Bindeglied zwischen beiden Disziplinen wird die Teleportation vorgestellt, mit deren Hilfe man bestimmte Beschränkungen zu überwinden hofft.
Umfangreiche praxisnahe Aufgaben erlauben ein sicheres Vertiefen und kritisches Bewerten der Techniken sowie die theoretische Simulation von Ideen.
Fazit: der Einsatz von Quantenmethoden erfordert höhere Qualifikationen der Betreiber als heutige Methoden und ist kritischer zu betrachten, als dies bislang vermittelt wird.
Ausgehend von der Theorie und den Protokollen der Quantenkryptografie werden anhand der derzeitigen technischen Möglichkeiten die erreichbaren Servicequalitäten vorgestellt. In einer ausgiebigen Diskussion wird die erreichbare Sicherheit herausgearbeitet, wobei bislang wenig beachtete Gesichtspunkte der Kryptoanalyse einfließen. Im gleichen Stil werden die Möglichkeiten des Quantencomputing untersucht, wobei eine ausführliche Lehreinheit über den Entwurf von Quantenalgorithmen und deren Versuchsimplementation auf klassischen Rechnern enthalten ist. Die Skalierbarkeit von Quantencomputern wird kritisch untersucht. Als Bindeglied zwischen beiden Disziplinen wird die Teleportation vorgestellt, mit deren Hilfe man bestimmte Beschränkungen zu überwinden hofft. Umfangreiche praxisnahe Aufgaben erlauben ein sicheres Vertiefen und kritisches Bewerten der Techniken sowie die theoretische Simulation von Ideen. Fazit: der Einsatz von Quantenmethoden erfordert höhere Qualifikationen der Betreiber als heutige Methoden und ist kritischer zu betrachten, als dies bislang vermittelt wird.
Vorstellung von Theorie UND praktischen Umsetzungsmöglichkeiten Umfangreicher Aufgabenteil zur Vertiefung der Themen Berücksichtigung der Sichtweisen von Informatikern und Kryptoanalytikern Programmieranleitung für Simulationsversuche auf dem eigenen Rechner geschrieben von einem Informatiker für Informatiker und Physiker
Autor*in
Gilbert Brands
Themen in »Einführung in die Quanteninformatik«
Gefährdung klassischer Verschlüsselung Quantencomputing Quantenkryptografie