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Quantensichere Systeme, auch als Quantenkommunikation oder Quantenkryptographie bezeichnet, sind Sicherheitssysteme, die auf den Gesetzen der Quantenphysik basieren. Ihr Ziel ist es, die Übertragung von Informationen vor unbefugtem Zugriff zu schützen, indem sie die fundamentalen Eigenschaften der Quantenmechanik nutzen.
Die Quantenkommunikation beruht auf dem Prinzip, dass das Abhören oder Abfangen von Quantenzuständen eine messbare Veränderung verursacht. Dieser Effekt wird als Quantenunsicherheitsprinzip oder No-Cloning-Theorem bezeichnet. Das bedeutet, dass jede unbefugte Beobachtung einer übermittelten Quanteninformation Spuren hinterlassen würde, die von den beteiligten Parteien erkannt werden können.
Ein Beispiel für ein quantensicheres System ist die Quantenschlüsselverteilung (Quantum Key Distribution, QKD). QKD ermöglicht es zwei Parteien, einen sicheren Schlüssel über eine unsichere Quantenkanalverbindung auszutauschen. Der Schlüsselaustausch basiert auf der Verwendung von Quantenzuständen, wie zum Beispiel einzelnen Photonen, um Informationen zu übertragen. Da jede Interaktion mit den Quantenzuständen zu einer messbaren Veränderung führt, kann ein Angreifer den Schlüsselaustausch nicht unbemerkt abhören, ohne Spuren zu hinterlassen.
Quantensichere Systeme haben das Potenzial, die Sicherheit in der Kommunikationstechnologie zu verbessern, insbesondere in Bezug auf kryptographische Protokolle. Da sie auf den grundlegenden Prinzipien der Quantenphysik basieren, bieten sie theoretisch eine höhere Sicherheit als klassische kryptographische Systeme, die auf mathematischen Annahmen beruhen.
Es ist wichtig anzumerken, dass quantensichere Systeme immer noch aktiv erforscht und entwickelt werden. Obwohl es bereits vielversprechende Fortschritte gibt, sind praktische Implementierungen in großem Maßstab noch nicht weit verbreitet. Die Entwicklung und Standardisierung quantensicherer Systeme stellen weiterhin technische und wirtschaftliche Herausforderungen dar.