03 Feb. Neue Teststrecke für die Quantenkommunikation
Eine neue Glasfaser-Teststrecke ist am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) für die Quantenforschung eingeweiht worden. Die Teststrecke ist dazu mit modernsten Technologien wie hochkohärente Laser ausgestattet, um neue Erkenntnisse in der quantenoptischen Datenübertragung zu gewinnen. Mit einer Länge von 20 Kilometern verbindet die Übertragungsstrecke nach Angabe der Forschenden speziell ausgestattete Labore mit aufwendigen Lasern und Kryostaten am Campus Süd und Campus Nord des KIT. Der lichtleitende Kern der Glasfaserleitung hat einen Durchmesser von etwa 9 Mikrometern.
Eröffnung der Glasfaser-Teststrecke am KIT: (v.l.) Prof. Sebastian Randel (KIT), Prof. Marc Weber (Bereichsleitung B V, KIT), Prof. Oliver Kraft (Vizepräsident Forschung, KIT), Prof. Mario Ruben (KIT) und Prof. David Hunger (KIT). Bild: Daryoush Djavadi
Der Weg zur praxisnahen Quantenverschlüsselung
Projektleiter Professor David Hunger vom Physikalischen Institut des KIT sagt dazu: „Wir haben nun mit der Glasfaser-Teststrecke eine Plattform, um die Quantenschlüsselverteilung weiterzuentwickeln, grundlegende Charakterisierungen durchzuführen und in die klassische Kommunikation zu integrieren.“ Darauf aufbauend entwickeln die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neuartige Übertragungsprotokolle für die Schlüssel. „Mit neuen Methoden wollen wir so die Quantenkryptographie effizienter und praktikabler machen“, führt Hunger aus. „Hier arbeiten wir zum Beispiel mit KEEQuant zusammen, einem Startup-Unternehmen auf dem Gebiet der quantensicheren Kommunikation. Mithilfe spezieller Materialien möchten wir hochreines Quantenlicht – also einzelne Lichtteilchen – erzeugen und damit Übertragungsraten erhöhen.“
Quanteninformationen zwischenspeichern
Zusätzlich bauen die Forschenden nach eigenen Angaben in mehreren Schritten ein Quantennetzwerk auf, um das künftige Quanteninternet zu erforschen. Dabei wollen sie sich auf zwei wesentliche Schritte fokussieren: Zum einen die Speicherung von Quanteninformation in speziellen Quantenspeichern und zum anderen die quantenmechanische Verschränkung der Speicher. Dies ermöglicht es, Quanten-Repeater zu realisieren, die Quanteninformation über große Distanzen übertragen können. Da die Verschränkung ein Grundelement von Quantencomputern ist, können diese durch die optische Übertragung der Verschränkung in einem Quanteninternet miteinander verbunden werden.
Materialforschung für künftige Technologien
Das Projekt ist eine zentrale Infrastruktur der Exzellenzcluster-Initiative ‚Chem4Quant‘ in der Forschende des KIT, der Universität Ulm und der Universität Stuttgart gezielt Materialstrukturen für künftige Quantentechnologien aufbauen und sich auf ein neues Teilgebiet der Quantentechnologien, die molekularen Quantensysteme, spezialisieren. Zudem ist das Projekt eine wichtige Komponente für die Forschung zu Quanten-Repeatern innerhalb des Verbundprojekts Quantenrepeater.Net (QR.N) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie ein Beitrag für den Innovationscampus QuantumBW.
Quelle: www.kit.edu
Bild: Dr. Johannes Richers and Studio
