Das Potenzial des Quantencomputings - aufgeschlüsselt nach Branchen

The threat of quantum computing is very real. This new, more powerful mode of computing will have the capability to easily crack the current algorithms we use to encrypt and protect data. 

Dennoch gibt es nicht nur schlechte Nachrichten. Die Möglichkeiten, die das Quantencomputing für wichtige Branchen bietet, können gar nicht hoch genug eingeschätzt werden. Die Mathematik und Physik, die hinter dem Quantencomputing stehen, können schwindelerregend sein, aber die Kurzfassung ist, dass Computer in der Lage sein werden, viel komplexere Probleme viel schneller zu lösen. Während herkömmliche Computer eine Berechnung nach der anderen in schneller Folge durchführen können, können Quantencomputer mehrere Möglichkeiten auf einmal in Betracht ziehen.

Aber was bedeutet das für die reale Welt? 

Die Quantenrevolution der Industrie

Automobilindustrie

General Motors brought about the connected car in the mid-nineties when it began manufacturing select Cadillac models with OnStar built in, created in conjunction with Motorola. Satellite radio, turn-by-turn navigation, remote diagnostics, telematics, and full-blown internet access soon followed. In fact, today’s vehicles have more lines of code than a fighter jet.

In nicht allzu ferner Zukunft werden Quanten eine große Rolle sowohl bei der Konzeption und Entwicklung von Fahrzeugen als auch beim Fahrerlebnis selbst spielen. 

Die Quantenphysik wird das Design neuer Fahrzeuge revolutionieren. Mit einer leistungsfähigeren und genaueren Datenmodellierung werden Quantensysteme dazu beitragen, die Verwendung neuer Materialien in Design und Entwicklung zu validieren. Dies wird die Hersteller in die Lage versetzen, die Leistung, Sicherheit und Energieeffizienz ihrer Fahrzeuge zu verbessern. 

Quantum wird auch genauere und detailliertere Simulationen von Fahrzeugkomponenten und -systemen ermöglichen, bevor physische Prototypen gebaut werden, wodurch die Hersteller viel Zeit und Kosten sparen.

But where will quantum truly shine? Autonomous vehicles stand as the next revolution in the automotive industry. Quantum computing improves autonomous driving systems by supporting complex data analysis and pattern recognition. The ability to navigate and predict many of the most likely outcomes during a drive will help keep roads safer – for everyone.

Medizinische

The ocean of healthcare data out there positions the medical, pharmaceutical, and healthcare industries for truly revolutionary innovation.

With quantum capabilities, researchers can simulate and model complex molecular interactions in order to design safer, more effective medications and bring them to market faster. They’ll be able to model diseases to identify markers and genetic variation, gaining an advantage over the diseases of tomorrow.

Telekommunikation

The world’s communication infrastructure is perhaps the most highly-targeted asset that organizations and governments are hustling to quantum-proof. But quantum computing can solve many longstanding challenges in the telecom space as well.

Quantum kann die komplexe Netzweglenkung und -planung optimieren, um die Latenzzeit zu verringern und die Gesamtleistung zu verbessern. Darüber hinaus kann es die Netzplanung verbessern, indem es große Datensätze zu menschlichem Verhalten, Verkehrsmustern und Abdeckungsbereichen analysiert, um die sinnvollsten Standorte für Basisstationen und andere Aspekte des Netzlayouts zu ermitteln. 

Indem sie Daten aus der Netzleistung gewinnen, können Quantenalgorithmen energieeffiziente Strategien für die Netzinfrastruktur aufzeigen, um den Energieverbrauch und die Kosten zu senken. 

Finanzen

Die COVID-19-Pandemie hat dem digitalen Wandel im Banken- und Finanzsektor neue Impulse gegeben. Heute stehen die Banken vor der Hürde, Kundenerlebnisse zu schaffen, die mit denen ihrer Fintech-Herausforderer konkurrieren können. Während sie daran arbeiten, sowohl interne als auch kundenorientierte Prozesse weiterzuentwickeln, müssen sich die Finanzinstitute auch mit einer sich ständig verändernden Regulierungslandschaft auseinandersetzen.

Wie im Gesundheitswesen wird das Quantencomputing dem Bankensektor ermöglichen, riesige Datenmengen besser zu nutzen, um die Kundenergebnisse zu verbessern.

Quantum wird den Banken wahrscheinlich die nötige Flexibilität verleihen, um die neuen Vorschriften rasch zu erfüllen. Durch die Erkennung von Verhaltensmustern auf granularer Basis werden Banken beispielsweise in der Lage sein, Betrug und Geldwäsche effektiver zu erkennen. Dasselbe gilt für die Erkennung von Cyberangriffen und anderen kriminellen Aktivitäten.

In anderen Bereichen des Finanzwesens wird Quantum eine tiefere Analyse von Markttrends und Prognosen ermöglichen. Dadurch können Finanzfachleute verschiedene potenzielle Investitionsszenarien modellieren und proaktiv auf diese Situationen reagieren. Für die Kunden bedeutet dies besser informierte Handelsstrategien und Investitionsentscheidungen.

IoT

The explosion of IoT devices and use cases has only just begun, and new regulations paint a picture of the future where devices enjoy greater interoperability and security by design. 

Die Vorteile der quantengestützten IoT hängen von der Branche ab, in der die vernetzten Geräte eingesetzt werden. Generell ermöglicht die Quanten-Technologie den Unternehmen jedoch, die vollen Informationsmöglichkeiten dieser Geräte zu nutzen und versteckte Muster, Anomalien und Korrelationen in den Sensordaten zu erkennen.

Consider smart cities, which some claim to be the best business case for quantum computing. Quantum algorithms can help assess traffic patterns and resource expenditures to inform more efficient and sustainable urban planning. This goes beyond minimizing drive time and improving public transit: opportunities lie in places most people would never think of. For instance, trash bins equipped with connected sensors that detect composition and fill levels can drive greater efficiencies in the collection and recycling process. 

Natürlich kann IoT wertvolle Daten über den Energieverbrauch, die Gerätenutzung, den Netzwerkverkehr und die Energieverwaltung liefern. Das Quantencomputing wird dazu beitragen, diese Daten auszuwerten und bessere Strategien für die Energieeffizienz zu entwickeln.

Not to mention, quantum could help prevent attacks on city infrastructure, the types of which have made headlines in recent years.

Die Quantenreise hat bereits begonnen

Im Quantenzeitalter werden Risiken und Chancen enger als je zuvor miteinander verbunden sein. Unternehmen müssen daran arbeiten, sowohl quantenfähig als auch quantenresistent zu werden. Sie müssen in der Lage sein, das Potenzial der Quantenphysik zu nutzen und sich gegen Quanten-fähige Angreifer zu verteidigen. 

Shifting to new quantum-era cryptographic algorithms will take more than flipping a switch. Establishing crypto-agility before it becomes imperative will determine the success or failure of adapting to quantum. 

Machen Sie Ihre ersten Schritte in Richtung Krypto-Agilität?

Die durchschnittliche Organisation ist in Sachen Kryptographie im Rückstand. Um auf den neuesten Stand zu kommen, sollten Unternehmen:

• Arbeiten Sie daran, herauszufinden, wo digitale Zertifikate verwendet werden, welche Abteilungen sie nutzen und wer sie erstellt. 
• Einrichtung einer zentralen Drehscheibe für die Verwaltung der Lebenszyklen von Zertifikaten.
• Verwenden Sie diesen Hub, um die Erkennung und Neuausstellung von Zertifikaten zu automatisieren und deren Massenausstellung und -widerruf zu ermöglichen.

Diese Schritte legen den Grundstein für den Übergang zu quantenresistenten Algorithmen.

Haben Sie das Zertifikatsmanagement bereits gut im Griff?

That’s fantastic. You may be ready to start experimenting with quantum-resistant PKI assets and systems. Keyfactor’s PQC Playground gives you access to post-quantum certificates and certificate authorities. 

• Keyfactor Command lets you assess your organization’s PKI and certificate management security.
• Keyfactor EJBCA lets you create a quantum-ready CA and issue post-quantum certificates in your lab environment (until algorithms are production-ready).
• Keyfactor SignServer lets you start signing artifacts with post-quantum algorithms in your lab environment to test for compatibility.
• Bouncy Castle lets you build and test apps with quantum-capable cryptographic APIs.