Festkörperbasierte Schlüsselbauelemente für die Quantenkommunikation / Q.link.X - Quantenrepeater für eine abhörsichere Kommunikation über große Distanzen
Überblick
Im Zuge der Digitalisierung unserer Gesellschaft gewinnt die Datensicherheit und die sichere Kommunikation stetig an Bedeutung. Für eine grundlegende Lösung der anstehenden Sicherheitsfragen bietet die Quantenkommunikation einen vielversprechenden Ansatz: Sie nutzt Quantenzustände als Informationsträger, die aufgrund fundamentaler physikalischer Gesetze weder kopiert noch unbemerkt mitgelesen werden können. Die Erforschung und Einführung einer derartigen Quantentechnologie wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) durch die Einrichtung des Verbundprojekts „Quanten-Link-Erweiterung“ (Q.Link.X) vom 2018 bis 2021 mit insgesamt 14,8 Millionen Euro gefördert. Im Rahmen des Projekts werden Quantenrepeater zur sicheren Schlüsselübertragung über größere Distanzen realisiert. Im Q.Link.X-Verbund haben sich 24 Partner aus den Bereichen Forschung und Industrie vernetzt, um die Schlüsseltechnologie der Quantenrepeater voranzutreiben.
Wissenschaftliche Ansprechpartner: Prof. Dr. Artur Zrenner, Prof. Dr. Christine Silberhorn, Prof. Dr. Dirk Reuter
Motivation
Im Zuge der Digitalisierung gewinnen Datensicherheit und nachweisbar sichere Kommunikation kontinuierlich an Bedeutung. Aktuell werden hierfür Verschlüsselungsverfahren eingesetzt, deren Sicherheit weitestgehend auf der Leistungsfähigkeit heutiger Rech
Ziele und Vorgehen
Ein Quantenrepeater verbindet zwei oder mehrere Punkt-zu-Punkt-Verbindungen mithilfe von Quantenspeichern und einfacher Quanteninformationsverarbeitung. Das Verbundprojekt Q.Link.X „Quanten-Link-Erweiterung“ hat die erstmalige Realisierung von Quantenrepeatern zum Ziel. Diese basieren auf drei verschiedenen technischen Plattformen. Dabei handelt es sich um sogenannte Quantenpunkt- und Diamant-Farbzentren-Systeme sowie um eine Kombination atomarer und ionischer Systeme, deren Leistungsfähigkeit auf Teststrecken erprobt werden soll. Basierend auf einem gemeinsamen Übertragungsprotokoll sollen die Vorteile der jeweiligen Systeme einander gegenübergestellt werden und so die Basis für einen hybriden Quantenrepeater geschaffen werden. Darüber hinaus wird der Anschluss an Glasfasern mit den technisch üblichen Übertragungswellenlängen analysiert und es werden theoretische Grundlagen für zukünftige Quantenkommunikationssysteme entwickelt.
Innovation und Perspektiven
In Q.Link.X sollen erstmals nicht nur einzelne Komponenten eines Quantenrepeaters erforscht und entwickelt werden. Stattdessen sind vollständige und weitreichende Kommunikationsstrecken basierend auf unterschiedlichen Technologieplattformen geplant. Die Analyse der Ergebnisse in einer Roadmap ebnet den Weg zu einem skalierbaren Quantenrepeater, der künftig alle Vorteile der verschiedenen Technologien miteinander kombiniert. Ein wichtiges Augenmerk liegt dabei auf der Realisierbarkeit aus industrieller und ingenieurstechnischer Sicht. Die Ergebnisverwertung in Deutschland wird durch die geplanten Patente und Ausgründungsbestrebungen des Konsortiums gesichert. Durch das Projekt werden so die wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Voraussetzungen für zukünftige Quanten-IKT-Systeme in Deutschland geschaffen.
Key Facts
- Grant Number:
- Art des Projektes:
- Sonstiger Zweck
- Laufzeit:
- 08/2018 - 07/2021
- Gefördert durch:
- Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
Detailinformationen
Kontakt
Wenn Sie Fragen zu diesem Projekt haben, kontaktieren Sie uns!
Prof. Dr. Christine Silberhorn
Integrierte Quantenoptik
Professorin - Leiterin - Lehrstuhlinhaberin
Prof. Dr. Dirk Reuter
Optoelektronische Materialien und Bauelemente
Professor - Leiter
Prof. Dr. Artur Zrenner
Optoelektronik und Spektroskopie an Nanostrukturen (bis 2022)
Professor
