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Forschungsprojekt Quantenrepeater.Link

Quantenkommunikation über große Distanzen ermöglichen

Die Digitalisierung schreitet voran, gleichzeitig braucht der wachsende Austausch sensibler Daten mehr Sicherheit. Ein Kommunikationsnetz, das auf den Gesetzen der Quantenphysik beruht, ist wegen der physikalisch garantierten Abhörsicherheit ein wichtiger Ansatz. Das Verbundprojekt ’Quantenrepeater.Link’ (QR.X) verfolgt dieses Ziel.

Bild: © Iris Maurer

Bild: © Iris Maurer

Steigende Rechenleistungen und die Aussicht auf Quantencomputer machen aktuelle Verschlüsselungsverfahren angreifbar, denn ein Quantencomputer könnte, wenn er speziell fürs Codeknacken programmiert wird, gängige Verschlüsselungsverfahren auf herkömmlichen Rechnern überwinden. Werden die Schlüssel allerdings über Lichtteilchen (Photonen) ausgetauscht, sorgen physikalische Gesetze dafür, dass mögliche Abhörversuche aufgedeckt werden können. „Soll Quantenkommunikation eine zukunftsträchtige Technologie werden, muss sie auch in flächendeckenden und langreichweitigen Glasfaser-Netzwerken zuverlässig funktionieren“, sagt Christoph Becher (Bild), Professor für Quantenoptik an der Universität des Saarlandes.

Quantenrepeater für Glasfasernetze

Er leitet einen Verbund von insgesamt 43 Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft, die die Entwicklung von Quantenrepeatern und deren Integration in bestehende Glasfasernetze zum Ziel hat. Durch Leitungsverluste ist Quantenkommunikation derzeit auf wenige Hundert Kilometer begrenzt. Im Gegensatz zu konventioneller optischer Kommunikation können diese Verluste aber nicht durch Signalverstärkung kompensiert werden. Stattdessen erschließen Quantenrepeater große Distanzen durch die Verknüpfung kurzer Teilabschnitte mittels weiterer Quantenprozesse.

Der Verbund mit dem Namen ’Quantenrepeater.Link’ geht aus dem Vorgängerprojekt ’Q.Link.X’ hervor, in dem bereits grundlegende Bausteine von Quantenrepeatern entwickelt wurden. Im neuen Projekt sollen diese Komponenten optimiert und in Glasfaser-Teststrecken außerhalb geschützter Laborumgebungen integriert werden. Hauptziel ist die Demonstration einer elementaren Quantenrepeaterstrecke über eine Distanz von bis zu 100km. Durch die Anstrengungen des Verbundes sollen technologische Hürden überwunden und der serienmäßige Bau eines Quantenrepeaters perspektivisch ermöglicht werden. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 35,2Mio.€ gefördert.


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