Stromnetze der Zukunft
Erneuerbare Energien und Energieversorger können durch den Einsatz von Quantencomputern erheblich profitieren, insbesondere bei der Optimierung komplexer Systeme und der Verbesserung von Vorhersagemodellen. Quantencomputer können große Mengen an Echtzeitdaten, wie Wetterbedingungen, Energiebedarf und Netzbelastung, parallel verarbeiten und so präzisere Vorhersagen für die Energieproduktion aus Wind, Solar und anderen erneuerbaren Quellen zu treffen. Dies ermöglicht eine effizientere Integration erneuerbarer Energien in bestehende Stromnetze und reduziert Schwankungen, die durch die unvorhersehbare Natur dieser Energiequellen entstehen. Zudem können Quantenalgorithmen dabei helfen, die Verteilung und Speicherung von Energie zu optimieren, indem sie ideale Szenarien für den Einsatz von Batteriespeichern oder die Verteilung überschüssiger Energie ermitteln.
Risiken gibt es auch
Zu den Chancen von Quantencomputern kommen allerdings auch Gefahren, die in den nächsten Jahren entstehen und die bereits heute relevant sind: Der heutige Standard bei den Verschlüsselungstechnologien für Datenverkehr und -speicherung kann mit Quantencomputern in kurzer Zeit kompromittiert werden. Wenn Cyberkriminelle die Rechenleistung von Quantencomputern in Verbindung mit KI nutzen, entsteht ein enormes Risikopotenzial für Unternehmen und Behörden. Warum ist das so? Im Gegensatz zu klassischen Computern, die Informationen in Bits als 0 oder 1 speichern, arbeiten Quantencomputer mit sogenannten Qubits, die sich in einer Überlagerung mehrerer Zustände befinden können. Diese Überlagerung ermöglicht es, viele Rechenoperationen gleichzeitig auszuführen, was die Effizienz bei bestimmten komplexen Problemen erheblich steigert. Dieses Prinzip kann für Brute-Force-Attacken auf verschlüsselte Datenpakete verwendet werden. Darüber hinaus nutzen Quantencomputer dafür auch Verschränkungen, bei der Qubits in speziellen Verfahren unabhängig von ihrer räumlichen Position miteinander korrelieren. Diese Effekte ermöglichen es Quantencomputern also, exponentiell viele Zustände parallel zu verarbeiten und so in kurzer Zeit Ergebnisse zu erzeugen, die mit rein digital-binär aufgebauten Computern nicht realisierbar sind. Unternehmen sind daher gut beraten, möglichst bald auf die sogenannte Post-Quantum-Verschlüsselung zu setzen. Diese nutzt Technologien, die auch von Quantencomputern nicht geknackt werden können. Das US-amerikanische National Institute of Standards and Technology (NIST) treibt die Standardisierung solcher Algorithmen voran und auch das BSI beschäftigt sich mit dem Thema.
