Netzwerk für photonische Quantensysteme (PhoQSNET)

Datensicherheit ist für unsere moderne Gesellschaft von entscheidender Bedeutung. Wegen der Bedrohung von pers?nlichen Daten und Identit?tsbetrug bis hin zu Cyber-Angriffen, die die Integrit?t souver?ner Nationen bedrohen, war der Bedarf an sicherer Kommunikation und Datenverarbeitung noch nie so gro? wie jetzt. In der Theorie würden Quantennetzwerke diese Probleme adressieren, da sie für kryptografische Kommunikationsaufgaben nachweislich sicher sind. Der n?chste Schritt ist es jetzt physikalische Quantennetzwerke zu bauen, die eine solche sichere Kommunikation in der Praxis implementieren. PhoQSNet, unser Antrag im Rahmen der Gro?ger?te Initiative, wird die Infrastruktur und Technologie bereitstellen, die für den Aufbau eines Netzwerkes für photonische Quantensysteme im st?dtischen Ma?stab erforderlich sind. Das ehrgeizige Ziel von PhoQSNet ist es, die Infrastruktur für ein Quantennetzwerk mit drei Knoten bereitzustellen. Dies erm?glicht, verschiedene Konfigurationen der Quantenkommunikationstechnologie zu erforschen, einschlie?lich Punkt-zu-Punkt-Protokollen, Quantenrelais und Quanten-Repeater-Knoten. Dabei werden wir Protokolle erforschen, die sowohl eine diskrete als auch eine kontinuierliche Kodierung der Quanteninformation verwenden.Das physikalische Fasernetz wird die Geb?ude A und P auf dem Hauptcampus der Universit?t Paderborn mit dem Heinz Nixdorf Institut, das 3,6 km entfernt liegt, verbinden. Alle drei Standorte werden mit kommerziellen dunklen Glasfasern des st?dtischen Standard-Glasfasernetz verbunden. Jeder der drei Knoten beherbergt eine Quanten-Sender-und-Empf?nger-Station, die mit komplement?ren Komponenten ausgestattet ist, um verschiedene Quantenkommunikationsprotokolle zu realisieren: Quellen und Detektoren für Quantenlicht und Instrumente zur Charakterisierung von Quanten- und klassischen Kan?len. Die modulare Struktur von PhoQSNet gew?hrleistet eine zukünftige Kompatibilit?t mit neuartigen faserbasierten Quantenkommunikationtechnologien. Unser vorgestelltes Testnetzwerk ist daher ein entscheidender Wegbereiter für Quantenkommunikationsanwendungen.Unsere Initiative stützt sich auf eine etablierte Zusammenarbeit zwischen Elektrotechnik, Physik, Mathematik und Informatik, die in dem kürzlich gegründeten Institut für Photonische Quantensysteme an der Universit?t Paderborn zusammengeführt wurde. Damit verfügt unserer Initiative über Expertise in allen relevanten Bereichen des Vorhabens, sowie über eine etablierte Dachorganisation für ihre Umsetzung und langfristige Nachhaltigkeit. Diese einzigartige interdisziplin?re Forschungsumgebung mit Spezialisten für Quantenquellen und -detektoren, Hochgeschwindigkeitskommunikationssysteme sowie Codes und Kryptographie erm?glicht es uns nicht nur, bestehende interdisziplin?re Projekte umzusetzen, sondern auch bahnbrechende zukünftige Forschungsrichtungen zu etablieren und das Fortbestehen von PhoQSNet weit über die erste F?rderphase hinaus für die kommenden Jahre zu sichern.

DFG-Verfahren Gro?ger?teinitiative

Gro?ger?te Heralded Single Photon Source pump laser, Signal and phase-noise analyser, Superconducting detector system for each node, Two-Mode Squeezed State pump laser, Two-photon excitation laser for the quantum dot single photon source