Aufbruch in die Quantentechnologie

„Das Ziel sind Glasfaser-Netzwerke, die physikalisch abhörsicher sind“, sagt der Sprecher des Q.Link.X-Verbundprojektes Prof. Dr. Dieter Meschede vom Institut für Angewandte Physik der Universität Bonn. Dieser Paradigmenwechsel in der Nachrichtenverschlüsselung weg von konventionellen Verfahren und hin zur Quantentechnologie stößt jedoch auf eine technologische Herausforderung: Bei der Übertragung der Quanteninformation mit Lichtteilchen (Photonen) kommt es zu unvermeidbaren Leitungsverlusten, wodurch die Übertragungsstrecken bisher auf unter 100 Kilometer begrenzt werden. Mit Quantenrepeatern soll diese Grenze ohne Sicherheitseinschränkungen überwunden werden. Repeater (englisch: Wiederholstationen) sind in der Kommunikationstechnik Signalverstärker und -aufbereiter. Anders als diese Repeater muss der Quantenrepeater Signale verschiedener Teilstrecken aber mittels Quantenprozessen verknüpfen, um somit größere Distanzen zu überbrücken.

Das Verbundprojekt „Quanten-Link-Erweiterung“ (Q.Link.X) soll nun die Entwicklung von solchen Quantenrepeatern vorantreiben, die Quantenspeicher und Quantenkoppler einsetzen. Diesen Aufbruch in die Quantentechnologie fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in den nächsten drei Jahren mit insgesamt 14,8 Millionen Euro. Mit Quantenpunkten, Diamant-Farbzentren und einer Kombination atomarer und ionischer Systeme als drei verschiedenen technischen Plattformen sollen Übertragungsstrecken zwischen zehn und 100 Kilometern realisiert werden und die Vorteile der jeweiligen Systeme einander gegenübergestellt werden. Die Arbeiten sollen die Technologie vorbereiten, um in späteren Phasen auch viel längere Strecken zu überbrücken. In »Q.Link.X« werden erstmals nicht nur einzelne Komponenten eines Quantenrepeaters, sondern komplette Kommunikationsstrecken erforscht und entwickelt.

Im Q.Link.X-Verbund haben sich 24 Partner aus Forschungseinrichtungen von Universitäten bis zu Industrielabors zusammengefunden, um die Schlüsseltechnologie der Quantenrepeater zu erforschen. Die enge Einbindung industrieller Partner und Berater soll die Realisierbarkeit aus industrieller und ingenieurstechnischer Sicht von vornherein erleichtern. Die Ergebnisverwertung in Deutschland soll durch Patente und Ausgründungen des Konsortiums gesichert werden.

24 Partner treiben gemeinsam „Q.Link.X“ voran

Folgende Partner sind an dem Projekt beteiligt: Rheinische Friedrich- Wilhelms-Universität Bonn, Technische Universität München, Technische Universität Dortmund, HighFinesse Laser and Electronic Systems GmbH, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut Berlin, Technische Universität Berlin, Universität Stuttgart, Universität Paderborn, Universität des Saarlandes, Freie Universität Berlin, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Ruhr-Universität Bochum, Swabian Instruments GmbH, Leibniz Universität Hannover, Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching), Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Universität Bremen, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Universität Ulm, Humboldt-Universität zu Berlin, Universität Kassel, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Karlsruher Institut für Technologie und Ludwig-Maximilians-Universität München.

Informationen: https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/q-link.x

Kontakt für die Medien:

Q.Link.X-Koordinationsbüro

Dr. Marianne Lenzen (Verbundkoordinatorin)

Institut für Angewandte Physik

Universität Bonn

Tel. 0228/733465

E-Mail: qlinkx@uni-bonn.de