Absolut abhörsicher: Quantensichere Verschlüsselungsverbindung hergestellt.

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Quantensichere Kommunikation in Städten und Regionen
Quantenkommunikation über Satelliten

Eine quantensichere Verbindung zwischen zwei Bonner Behörden war das Zwischenziel der Forschungsinitiative QuNET für diesen Monat.

Die öffentliche Demonstration dieses Prestigeprojekts musste leider in der Koronazeit scheitern, wie Forschungsministerin Anja Karliczek bedauerte.

Stattdessen beschrieben die beteiligten Institute ihre Meilensteine in einer Videokonferenz.

Die Forschungsinitiative QuNET zeigte Module für quantensichere Kommunikation.

Die Industriepartner im neuen Verband DIVQSec versprechen Lösungen, die bald umgesetzt werden können.

“Über kurze und mittlere Distanzen von bis zu etwa 100 Kilometern können wir jetzt photonische Quantenzustände über bestehende Glasfaserverbindungen und bei Sichtverbindung auch frei strahlend übertragen”, berichtet Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik.

In seinem Labor zeigt er die Teleskoptechnik, die Fraunhofer in Jena bereits für Freistrahlverbindungen eingesetzt hat.

Damit ist bereits heute ein quantensicherer Schlüsselaustausch innerhalb von Städten oder Metropolregionen möglich.

Für den physikalisch sicheren Quantenschlüsselaustausch konzentrieren sich die Forscher auf die Handhabung photonischer Quantenzustände.

Durch die Beobachtung der Quantenzustände einzelner Photonen können die Verbindungspartner Schlüssel quantensicher und damit physikalisch unhörbar austauschen und so eine absolut abhörsichere Kommunikation aufbauen.

Der sichere Austausch von Quantenschlüsseln über Landesgrenzen und sogar Kontinente hinweg ist durch den Einsatz von Satelliten möglich.

Ein Team des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt hat bereits optische Sende- und Empfangsterminals für frei strahlende Verbindungen zwischen Satelliten und Bodenstationen entwickelt und zu Testzwecken mit den Modulen der Forschungspartner auf der Erde gekoppelt.

Damit konnte der Aufbau der Quantenkommunikation bereits praktisch demonstriert werden.

Der Einbau des Sende-Terminals in einen Satelliten steht jedoch noch aus.

Die erste Welle von quantensicheren Kommunikationslösungen wird somit die Partner in Europa über kurze und mittlere Distanzen verbinden.

Tünnermann hält auch einen BB84-Sender in der Kamera.

Der Chip ist kaum halb so groß wie ein Fingernagel und stammt von Fraunhofer-Kollegen vom Heinrich-Hertz-Institut in Berlin.

Diese Komponente implementiert das BB84-Protokoll, ein Verfahren der Quantenkryptographie, das einen quantensicheren Schlüsselaustausch realisiert.

Mit den vorhandenen Einzellösungen ist es bereits heute möglich, hybride Systeme aus faseroptischen und Freistrahlverbindungen aufzubauen.

Gleich zu Beginn der QuNET-Präsentation wies Forschungsminister Karliczek auf die wirtschaftliche und gesellschaftliche Bedeutung der sicheren Kommunikation hin.

Mit einer quantensicheren Infrastruktur sei es in den kommenden Jahren möglich, in Deutschland und Europa den vertrauenswürdigsten Datenraum der Welt zu schaffen und gleichzeitig den Grundstein für einen hochinnovativen Wirtschaftssektor in Deutschland zu legen, so Karliczek.

“In enger Zusammenarbeit mit der Industrie arbeiten wir an praxistauglichen und robusten Lösungen”, erklärt Gerd Leuchs, Gründungsdirektor des Max-Planck-Instituts für Lichtphysik.

Es ist passend, dass gestern Industriepartner aus dem Umfeld der QuNET-Initiative das Deutsche Industrielle Netzwerk für Quantensicherheit (DIVQSec) ins Leben gerufen haben.

Sein erklärtes Ziel ist es, industriell nutzbare Lösungen für quantensichere Kommunikation und Kryptographie bereitzustellen.

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