Drei Paderborner Wissenschaftler*innen beteiligt
Die Digitalisierung schreitet voran – gleichzeitig erfordert der zunehmende Austausch sensibler Daten mehr Sicherheit. Ein Kommunikationsnetz, das auf den Gesetzen der Quantenphysik beruht, bietet garantierten Schutz, indem es vollkommene Abh?rsicherheit gew?hrleistet. Hier setzt das Verbundprojekt ?Quantenrepeater.Link“ (QR.X) an, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für drei Jahre mit insgesamt rund 35 Millionen Euro gef?rdert wird. Dem Verbund geh?ren 43 Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft an. Die Expert*innen, darunter auch Wissenschaftler*innen der Universit?t Paderborn, verfolgen dabei eine der technologisch gr??ten Herausforderungen mit Blick auf Datensicherheit: Die Entwicklung von sogenannten Quantenrepeatern und deren Integration in bestehende Glasfasernetze für die Kommunikation über lange Wegstrecken.
Prof. Dr. Dirk Reuter von der Universit?t Paderborn erkl?rt: ?Unser Ziel ist perspektivisch die serienm??ige Produktion von Quantenrepeatern und damit der Aufbau von Quantenkommunikationsinfrastrukturen zur abh?rsicheren ?bertragung von Daten – ein Meilenstein für die technologische und digitale Souver?nit?t Deutschlands und Europas.“ Quantenrepeater werden eingesetzt, um die Informationsübertragung zwischen Sender und Empf?nger über lange Strecken zu verbessern. Dabei werden diese in kleinere Abschnitte unterteilt, über die Photonen, also Lichtteilchen, als Informationstr?ger transportiert werden. ?Auf diese Weise ist der Photonenverlust deutlich geringer“, so Reuter. In den Repeatern werden Signale gespeichert, durch gewisse quantenspezifische Prozesse bearbeitet und anschlie?end versendet.
Reuter: ?Ein Quantenrepeater soll mittelfristig die Limitierung der Quantenkommunikation auf eine direkte Punkt‐zu‐Punkt Verbindung über kurze Distanzen wie beispielsweise innerst?dtische Verbindungen zwischen Beh?rden überwinden – und zwar durch eine Erh?hung der Entfernung. Das k?nnen etwa sichere Verbindungen von Rechenzentren in verschiedenen St?dten sein. Auch Quantensicherheit als Telekommunikationsdienstleistung wird m?glich. Denn die Repeater erm?glichen potenziell flexible Verbindungen zahlreicher Kunden mit quantensicherer Ende‐zu‐Ende Kommunikation. Zum anderen kann die Etablierung der n?chsten Stufe des Quantenrechnens und der Quantensimulation vorangetrieben werden: Die Weiterentwicklung einer Quantenrepeater‐Technologie k?nnte somit eine Brücke zwischen verschiedenen Technologie‐Plattformen der Quantenkommunikation schlagen.“
Die Paderborner Physiker*innen Prof. Dr. Christine Silberhorn, Prof. Dr. Klaus J?ns und Prof. Dr. Dirk Reuter sind mit ihrem Teilprojekt ?Festk?rperbasierte Schlüsselbauelemente für die Quantenkommunikation“ an dem Vorhaben beteiligt. Gef?rdert wird die Forschungsarbeit der Universit?t Paderborn mit rund 800.000 Euro. Die Physiker*innen rechnen Ende 2023 mit ersten Ergebnissen.
