TY - THES A1 - Sobhani, Mona T1 - Investigating the potential of a hybrid quantum-classical approach for prime factorization T1 - Untersuchung des Potentials eines hybriden Quantum-Klassischen Ansatzes für die Primfaktorzerlegung N2 - The RSA algorithm is a fundamental component of secure communication, relying on the computational complexity of factoring large integers into primes. However, Shor’s algorithm proposes that quantum computers could theoretically find these prime factors with exponential speedup, even for large integers. Despite this potential, current quantum computers are not yet capable of breaking RSA. Today’s Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ) devices, which are accessible for experimentation through IBM’s cloud-based platform, enable researchers to test algorithms and investigate the potential quantum advantage given the existing capabilities of quantum computers. This thesis explores a hybrid quantum-classical approach that uses quantum computing for the computationally expensive parts of the problem and a classical optimizer. This study employed IBM’s quantum simulator and real quantum computer to evaluate the effectiveness of the approach. The quantum simulator successfully factorized the number 1048561, while the real quantum computer factorized the number 253. N2 - Der RSA-Algorithmus ist ein grundlegender Bestandteil der sicheren Kommunikation, da er sich auf die Komplexität der Faktorisierung großer ganzer Zahlen in Primzahlen stützt. Der Algorithmus von Shor schlägt jedoch vor, dass Quantencomputer diese Primfaktoren theoretisch mit exponentieller Beschleunigung finden könnten, selbst für große ganze Zahlen. Trotz dieses Potenzials sind aktuelle Quantencomputer noch nicht in der Lage, RSA zu knacken. Die heutigen Noisy Intermediate-Scale Quantum (NISQ)-Geräte, die über die Cloud-basierte Plattform von IBM für Experimente zugänglich sind, ermöglichen es Forschern, Algorithmen zu testen und den potenziellen Quantenvorteil angesichts der vorhandenen Fähigkeiten von Quantencomputern zu untersuchen. In dieser Arbeit wird ein hybrider quantenklassischer Ansatz untersucht, der Quantencomputer für die rechenintensiven Teile des Problems und einen klassischen Optimierer verwendet. In dieser Studie wurden der Quantensimulator von IBM und ein echter Quantencomputer eingesetzt, um die Wirksamkeit des Ansatzes zu bewerten. Der Quantensimulator faktorisierte erfolgreich die Zahl 1048561, während der reale Quantencomputer die Zahl 253 faktorisierte. KW - Quantum computing KW - Hybrid quantum-classical approach KW - Prime factorization KW - RSA KW - Variational Quantum Eigensolver KW - Quantencomputing KW - Primenfaktorisierung KW - Hybrider quantum-klassischer Ansatz KW - RSA-Verschlüsselung KW - Primzahlzerlegung KW - Quantencomputer KW - Simulation Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-68144 ER -