Unabhängiges Magazin für Wirtschaft und Bildung

07. April 2020

Search form

Search form

Abhörsicheres Internet mittels Quantentechnologie

Abhörsicheres Internet mittels Quantentechnologie© OeAW_Klaus Pichler

Internationales Forscherteam von Akademie der Wissenschaften und Uni Wien etabliert quantenverschlüsselte Verbindung zwischen Sizilien und Malta. Mit überbrückter Rekorddistanz von 192 Kilometern gelingt weiterer Entwicklungsschritt für abhörsicheres Quanteninternet.

(red/czaak) Das Quanteninternet der Zukunft soll weltweit eine vollkommen abhörsichere Kommunikation ermöglichen. An den dafür am besten geeigneten Quantentechnologien forschen derzeit die weltbesten Forscher. Besonders große Fortschritte macht in diesem Wettlauf eine Technologie, an deren Entwicklung österreichische Experten federführend beteiligt sind: die quantenkryptographische Verschlüsselung von Information mithilfe verschränkter Lichtteilchen.

Sofortige Entlarvung von Hackern
Einem internationalen Team rund um Forscher des Wiener Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Universität Wien ist aktuell ein weiterer Durchbruch gelungen: Sie etablierten über ein herkömmliches, untersee-verlegtes Telekommunikationskabel mittels verschränkter Lichtteilchen eine quantenverschlüsselte Verbindung zwischen Sizilien und Malta – und darüber erschein nun auch eine Publikation im international renommierten Fachjournal „Nature Quantum Information“.

Die Wiener Forscher erzeugten dabei an der Kommunikationsstation an der Küste Maltas zunächst Paare von Lichtteilchen, die über ihre zufällige Schwingungsrichtung (Anm. Polarisation) miteinander verschränkt wurden. Der so gewonnene Quantenschlüssel gilt als abhörsicher – das bedeutet, wenn bei derart verschlüsselter Informationsübertragung ein Abhörversuch stattfindet, würde das den quantenphysikalischen Zustand der Lichtteilchen aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten umgehend ändern – und Hacker entsprechend sofort auffliegen.

192 Kilometern und 4 Bits je Sekunde als neue Bestmarke
Die Forscher rund um Gruppenleiter Rupert Ursin detektierten in einem weiteren Schritt nun den einen Teil des Lichtteilchen-Paares direkt an der Quelle in Malta. Der andere Teil wurde über ein Telekommunikationskabel am Meeresboden über 96 Kilometer bis an die Küste Siziliens, wo zwei Glasfasern zu einer Schleife verbunden waren, und wieder zurück geschickt, um schließlich ebenfalls detektiert zu werden.

Für die Methode, Quantenschlüssel mithilfe von polarisationsverschränkten Lichtteilchen über längere Distanzen auf der Erde einzusetzen, bedeutet die überbrückte Strecke von insgesamt 192 Kilometern eine neue Bestmarke. Bei dem Versuchsaufbau konnten zudem noch vier Bits pro Sekunde übermittelt werden.

Große Stabilität und möglicher Startpunkt für Europäisches Quantennetzwerk
Den Forschern gelang mit dem Experiment auf dem Meeresboden auch der Nachweis für die unerwartet hohe Stabilität der gewählten Methode und damit für das große Potenzial, das sie gerade in Verbindung mit herkömmlicher Telekommunikations-Infrastruktur für die Schaffung eines Quanteninternet der Zukunft birgt. „Wir zeigen über einen Zeitraum von mehr als sechs Stunden, dass wir ohne weitere Stabilisierungen die Verbindung über die lange Distanz sichern können“, erklärt Sören Wengerowsky vom Forscherteam.

„Diese Arbeiten könnten einen wichtigen Startpunkt für ein europäisches Quantennetzwerk darstellen. Ein solches Netzwerk wird nicht nur abhörsicher sein, sondern es auch ermöglichen, die Potentiale der Digitalisierung voll auszuschöpfen“, betont Rupert Ursin, Gruppenleiter des Wiener Instituts für Quantenoptik und Quanteninformation der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW).

Links

red/czaak, Economy Ausgabe Webartikel, 20.01.2020