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Schrödingers Backup

Immer mehr Prozesse erfolgen heutzutage rein digital. Das gilt sowohl im beruflichen, aber auch privaten Alltag. Je mehr Daten so Tag für Tag generiert werden, desto wichtiger werden auch regelmäßige Backups, um diese zu sichern. Doch was hat regelmäßige Datensicherung mit einem Gedankenexperiment zur Quantenmechanik zu tun?

Arno Herrmann
7.2.2022
·
Lesezeit:
3
min

Spätestens seit Sheldon in der bekannten Serie “The Big Bang Theory” an der ein oder anderen Stelle “Schrödingers Katze” erwähnt hatte, ist das Experiment den meisten - zumindest auf irgendeine Art und Weise - ein Begriff.

“Schrödingers Backup” hingegen ist vermutlich den wenigsten bisher über den Weg gelaufen. Dabei lohnt es sich in unserer digitalen Zeit durchaus, sich auch damit auseinanderzusetzen.

Um das Konzept von “Schrödingers Backup” zu begreifen, muss im ersten Schritt verstanden werden, was bei einem Backup aus technischer Perspektive genau geschieht. 

Was passiert bei einem Backup?

Ein Backup dient zur Datensicherung. Dabei ist es irrelevant, um welche Art von Daten es sich handelt. Um das Backup zu erstellen, wird eine Kopie der zu sichernden Daten auf einem zusätzlichen Medium erstellt. Das kann beispielsweise ein Tape, eine Festplatte oder SSD, eine CD-R oder auch in der Cloud sein. Im Falle eines Datenverlusts können so die gesicherten Daten vom externen Speicherort wieder zurückkopiert werden.

Durch die Sicherungskopie kann jedoch logischerweise nur der Status Quo wieder hergestellt werden, der zuletzt gespeichert wurde. Aus diesem Grund sollten Backups besonders bei relevanten Daten regelmäßig erfolgen. Viele Programme erinnern die Nutzer:innen auch aktiv daran, ihre Daten zu sichern.

Soweit so gut - jetzt muss nur noch der Zusammenhang zwischen diesem technischen Vorgang und dem weltbekannten Gedankenexperiment von Erwin Schrödinger hergestellt werden…

Das Gedankenexperiment “Schrödingers Katze”

1935 führte der Physiker Erwin Schrödinger eines der bekanntesten Gedankenexperimente zum Thema Quantenmechanik durch. Bekannt wurde es unter dem Namen “Schrödingers Katze”. Durch sein Experiment wollte der Naturwissenschaftler einen Schwachpunkt der Kopenhagener Interpretation der Quantenmechanik aufzeigen. Denn laut dieser Interpretation können Systeme zwei verschiedene Zustände einnehmen. Veranschaulicht hat Schrödinger das mit Hilfe eines Beispiels:

In einem geschlossenen Kasten befindet sich eine Katze, ein instabiler Atomkern und ein Geigerzähler. Der Atomkern zerfällt innerhalb einer gewissen Zeit mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit. Geschieht das, wird mit Hilfe des Geigerzählers ein giftiges Gas im Kasten freigesetzt, das wiederum die Katze tötet. 

Die Argumentation von Schrödinger ist nun wie folgt:
Wenn die Quantenphysik, wie in der Kopenhagener Interpretation ausgelegt, wirklich auch auf makroskopische Systeme anwendbar wäre, dann würde nicht nur der Atomkern, sondern auch die Katze in einen Zustand der Überlagerung geraten.

Um diesen Überlagerungs-Zustand zu beenden und zu “messen”, ob die Katze tot ist, oder nicht, muss der Kasten geöffnet werden. Bis das passiert wäre die Katze also gleichzeitig tot und lebendig. Ein Paradoxon.

Das Paradoxe an Backups

Das Prinzip, das Schrödinger bei seinem Katzen-Experiment anwendet, lässt sich so auch auf Backups übertragen. Denn bis zu dem Zeitpunkt, an dem ein Backup nicht nur erstellt wurde, sondern tatsächlich auch zum Einsatz kommt, um Daten wiederherzustellen, ist vollkommen unklar, ob das Backup überhaupt funktioniert hatte. Ausschlaggebend ist schließlich nicht, ob die ursprünglichen Daten erfolgreich kopiert und gesichert wurden. Viel wichtiger ist, ob das Backup dazu in der Lage ist, diese auch wieder korrekt wiederzugeben. Schlussendlich bedeutet das:

Die Qualität eines Backups kann erst dann bewertet werden, wenn es zum Einsatz kommt.

Es handelt sich wie bei “Schrödingers Katze” auch bei “Schrödingers Backup” um ein Paradoxon:

Denn zu dem Zeitpunkt, an dem man das Backup zur Rekonstruktion der Daten nutzt, ist normalerweise der worst case bereits eingetreten, den man um jeden Preis verhindern wollte. 

Datenverlust vermeiden & sichere Backups erstellen

Im Umkehrschluss bedeutet das oben beschriebene Szenario also Folgendes:

Für eine verlässliche Datensicherung reicht es nicht aus, regelmäßig Backups durchzuführen. Es muss auch geprüft werden, ob die gesicherten Daten im Falle eines Datenverlust wirklich wieder erfolgreich hergestellt werden können.

Friendly reminder: Backups, Backups, Backups

Auch wenn das Thema ein “alter Hut” ist, bleibt abschließend nicht mehr viel zu sagen, außer: Wann haben Sie Ihre Backups das letzte Mal erstellt und auf Wiederherstellbarkeit geprüft? 

Gewissenhaft Backups erstellen und ausführen zu lassen, mag auf den ersten Blick eine lästige Pflicht sein. Im Ernstfall ist regelmäßige Datensicherung aber definitiv das kleinere Übel, als im Ernstfall wichtige Daten zu verlieren. 


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