Mit der Anwendung der Quantentechnologie auf dem Gebiet der Kommunikation und Konnektivität ist ein Umdenken in Bezug auf den Datenschutz unumgänglich, denn die Fragen zum Datenschutz sind vielfältig. Ihr Smartphone enthält buchstäblich Milliarden von Transistoren und anderen Halbleiterelementen. Aber es ist noch kein Quantencomputer – die Daten, die von diesen Transistoren verarbeitet werden, sind klassisch. Was wäre, wenn in naher Zukunft die nächsten Generationen des Apple iPhone mit Hilfe moderner Quantentechnologien viel mehr leisten könnten (präzisere Navigation mit Hilfe von Quantensensoren; physikalisch sichere Kommunikation mit Hilfe von Quantenschlüsselverteilung; verbesserte Batterien mit Hilfe von Quantensimulation)? Und während die Grösse von Quantencomputern noch eine Weile ziemlich gross bleiben könnte, könnten die nächsten Generationen von Apple iPhones so weit entwickelt sein, dass ihre Dienste über das Internet genutzt werden können. Die mit dem Datenschutz und dem Schutz der Privatsphäre verbundenen Risiken für Unternehmen, digitale Infrastrukturen, Volkswirtschaften, Alltagsnutzer und Verbraucher könnten eine grosse Herausforderung darstellen. Um ihre Privatsphäre im Quantenzeitalter zu schützen, sollte die Datenschutzstrategie bereits heute im Hinblick auf diese Risiken überprüft werden, mit dem Ziel, flexible Lösungen zu finden. Dieser Newsletter informiert über die neuen Risiken, die die Quantentechnologie für die Privatsphäre mit sich bringen kann.

1. Was ist Quantum?

Eine revolutionäre Veränderung…

Auf der Website der Europäischen Kommission heisst es: “Mit Quanten könnten wir in der Lage sein, … komplexe Rechenaufgaben auszuführen, … die die leistungsfähigsten Supercomputer derzeit nicht bewältigen können. Quanten werden uns helfen, sensible Informationen sicher an jeden Ort zu senden, ….Mit anderen Worten: Quanten werden Probleme lösen, für die selbst die schnellsten Computer von heute Hunderte von Tagen, wenn nicht sogar Jahre brauchen würden.“

Dies bedeutet, dass die zweite Quantenrevolution derzeit im Gange ist. In vielen verschiedenen Bereichen wurden bereits grosse technische Fortschritte erzielt, darunter Quantencomputer, Sensoren, Simulationen, Kryptographie und Telekommunikation. Eine ganze Generation neuer Quantentechnologien mit dem Potenzial für weitreichende wirtschaftliche und gesellschaftliche Auswirkungen ist im Entstehen begriffen.

… stark subventioniert von Europa…

2018 startete Europa das “Quantum Technologies Flagship“. Ihr Ziel war es, die Umwandlung der europäischen Forschung in kommerzielle Anwendungen zu unterstützen, die Quantentechnologien (Quantencomputer, Quantensimulation, Quantenkommunikation usw.) nutzen. Es handelt sich um eine gross angelegte, langfristige Forschungsinitiative mit einem Budget von 1 Mrd. EUR, die von der EU finanziert wird und Forschungseinrichtungen, Industrie und öffentliche Geldgeber zusammenbringt, um die wissenschaftliche Führung und Exzellenz Europas in diesem Bereich zu konsolidieren und auszubauen.

2. Was ist der Stand der Dinge beim Quantencomputing?

Die Initiativen der Europäischen Union zum Quantencomputing wurden im Anschluss an das “Quantenmanifest” ins Leben gerufen, das dem für Digitales zuständigen EU-Kommissar im Jahr 2016 vorgelegt wurde. Darin riefen 3 400 Akteure aus Forschung und Industrie dazu auf, mehr als 1 Mrd. EUR in die Quanteninformatik zu investieren.

Das European High-Performance Computing Joint Undertaking (EuroHPC JU) ist eine Rechts- und Finanzierungseinrichtung, die 2018 durch die Verordnung (EU) 2018/1488 gegründet wurde. Ihr Ziel ist es, Europa zu einem weltweit führenden Unternehmen im Bereich des Hochleistungsrechnens und des Quantencomputings zu machen. Die Aufgabe von EuroHCP besteht darin, eine integrierte Infrastruktur für Hochleistungsrechnen und Daten in der EU zu schaffen, einzurichten, zu erweitern und zu unterhalten. Geplant ist der Bau von hochmodernen Pilot-Quantencomputern noch in diesem Jahr. Diese Computer würden als Beschleuniger fungieren, die mit den Supercomputern des Gemeinsamen Unternehmens verbunden sind und so “hybride” Maschinen bilden, die das Beste aus Quanten- und klassischen Rechentechnologien vereinen.

… im Bereich der Analyse und Verbreitung von Daten …

Mit der Verordnung (EU) 2021/1173 des Rates vom 13. Juli 2021 zur Gründung des gemeinsamen Unternehmens für Hochleistungsrechnen und zur Aufhebung der Verordnung (EU) 2018/1488 wurden die Finanzierungsmodalitäten für das gemeinsame Unternehmen EuroHCP geändert. Es verfügt nun über ein Budget von rund 7 Milliarden Euro für den Zeitraum 2021-2027.

Nach Angaben des EuroHCP sollen die neuen Quantencomputer bis zur zweiten Hälfte des Jahres 2023 an den sechs angekündigten Standorten (Deutschland, Spanien, Frankreich, Italien, Polen und Tschechien) eintreffen.

… für alle über die Cloud…

Das Quantum wird den europäischen Nutzern aus Wissenschaft und Industrie über die Cloud auf nichtkommerzieller Basis allgemein zugänglich sein. Die Infrastruktur wird dazu dienen, die Schaffung von neuem Wissen und Lösungen für globale gesellschaftliche Herausforderungen zu beschleunigen. In den kommenden Jahren werden dann weitere Synergien zwischen der EU und den Mitgliedstaaten geschaffen, um ein Quanten-Ökosystem von Weltrang aufzubauen. Ziel ist es, in Europa bis 2025 den ersten Computer mit Quantenbeschleunigung bereitzustellen

… aber die USA stehen immer noch an der Spitze, gefolgt von China und Japan.

Trotz der Bemühungen scheint Europa hinter den Vereinigten Staaten und China zurückzubleiben. Auf dem letzten G7-Gipfel in Hiroshima, Japan, am 21. Mai 2023 wurden zwei Vereinbarungen zwischen der University of Chicago, der University of Tokyo, IBM und Google bekannt gegeben. Kurz darauf wurde eine Partnerschaft zwischen der University of Chicago und der Tohoku University bekannt gegeben, die eine Annäherung zwischen Chicagos Quanten-Ökosystem und Japan bestätigt. Diese Partnerschaft wurde vor dem Hintergrund der Rivalität mit China geschlossen.

3. Was ist das Quanteninternet?

Das Endziel bei der Entwicklung von Quantentechnologien ist das Quanteninternet.

Das Quanteninternet ist ein Netz von Quantencomputern, das eines Tages in Quantenzuständen kodierte Informationen senden, berechnen und empfangen wird. Das Quanteninternet wird das moderne oder “klassische” Internet nicht ersetzen, sondern neue Funktionen wie Quantenkryptografie und Quanten-Cloud-Computing bereitstellen.

Quantencomputer verwenden grundlegende Informationseinheiten, die den Bits in der klassischen Datenverarbeitung ähneln. Diese werden “Qubits” genannt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Computerbits, die Informationen in Form von 0 oder 1 übertragen, übermitteln Qubits Informationen durch eine Kombination von Quantenzuständen, die nur auf der subatomaren Skala vorkommen.

4. Welche Auswirkungen hat das Quantencomputing auf den Datenschutz?

Quantencomputer könnten zur Lösung mathematischer Probleme eingesetzt werden und bestimmte komplexe mathematische Berechnungen beschleunigen, welche die heute verwendeten Verschlüsselungsalgorithmen überflüssig machen könnten. Die Fähigkeit von Quantencomputern, so viele Möglichkeiten so schnell zu berechnen, hat ernsthafte Auswirkungen auf den Datenschutz – selbst die fortschrittlichsten Verschlüsselungssysteme könnten bald geknackt werden.

Die mit dem Datenschutz und dem Schutz der Privatsphäre verbundenen Risiken für Unternehmen, digitale Infrastrukturen, die Wirtschaft und alltägliche Nutzer könnten eine grosse Herausforderung darstellen. Die derzeitigen Verordnungen, Gesetze und Konzepte zum Datenschutz werden bald überholt sein und müssen geändert werden.

Beispielsweise wird die Quantum-Sensing-Technologie effizientere Frühwarnsysteme hervorbringen, die Veränderungen der Vertraulichkeit oder die Integrität personenbezogener Daten nahezu in Echtzeit erkennen. Die derzeitigen Anforderungen an die Meldung von Datenschutzverletzungen (z. B. innerhalb von 72 Stunden im Rahmen der Datenschutz-Grundverordnung) werden sich voraussichtlich ändern, um einer drastisch verkürzten Erkennungszeit für Eingriffe Rechnung zu tragen.

Auch wird es notwendig sein, sich schnell an eine quantensichere Verschlüsselung anzupassen. Quantencomputer könnten in der Lage sein, die derzeitigen Verschlüsselungsstandards zu überwinden und damit das Sicherheitsprinzip der DSGVO in Frage zu stellen. Da die Verschlüsselung für den Schutz personenbezogener Daten oft unerlässlich ist, wird die Einführung einer quantensicheren Kryptografie der Schlüssel zum Schutz sensibler Daten und zur Einhaltung künftiger Datenschutzvorschriften sein. Entscheidend ist, dass eine quantensichere Verschlüsselung vorhanden sein muss, bevor ein Quantencomputer in der Lage ist, die Kryptographie mit öffentlichen Schlüsseln zu umgehen.

Schliesslich ist es auch heute noch unmöglich, alle Auswirkungen der Quantentechnologie vorherzusehen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, eine flexible Strategie zum Schutz der Privatsphäre zu entwickeln, die auf künftige Gesetzesänderungen reagieren kann. Das Konzept der kryptografischen Agilität, oder “Krypto-Agilität”, hat sich bereits entwickelt. Es ermöglicht die rasche Anpassung von Informationssicherheitsprotokollen und -normen an neue kryptografische Algorithmen bei minimaler Beeinträchtigung der Systeme.

Für weitere Informationen können Sie uns gerne kontaktieren. Wir helfen Ihnen gerne weiter.