Quantenrepeater: Schlüsseltechnologie für sichere Quantennetzwerke der Zukunft
Quantenrepeater gelten als essenzieller Baustein für die Entwicklung sicherer Quantennetzwerke, die künftig die Grundlage für abhörsichere Kommunikation und Datenübertragung bilden sollen. Durch die Fähigkeit, quantenmechanische Zustände über große Distanzen zu verstärken und zu verlängern, ermöglichen sie die Realisierung robuster Quantenkommunikationssysteme.
Technologischer Fortschritt in der Quantenkommunikation
Die Forschung konzentriert sich derzeit auf die Implementierung von Quantenrepeatern, die auf innovativen Technologien wie Einzelatomen in optischen Kavitäten oder Silizium-Fehlstellenzentren (SiV⁻) in Diamanten basieren. Letztere Technologie nutzt Mikroresonatoren, die eine effiziente Schnittstelle zwischen Spin und Photon schaffen. Dies ermöglicht die zuverlässige Übertragung von Quanteninformationen, was insbesondere für die Schlüsselverteilung in quantenmechanischen Netzwerken von zentraler Bedeutung ist.
Forschungskonsortium und Förderung
Um deutliche Fortschritte bei der Erforschung und Einrichtung von Quantennetzwerken zu erzielen, arbeiten 42 Partner*innen aus Wissenschaft und Industrie gemeinsam im Projekt „Quantenrepeater.Net (QR.N)“. NRW wird von der Universität Paderborn vertreten. Das Projekt wird seit Januar vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit rund 20 Millionen Euro für eine Laufzeit von drei Jahren gefördert. Ziel ist es, die Grundlagen für den Aufbau eines sicheren und zuverlässigen Quantennetzwerks in Deutschland und Europa zu schaffen.
Vorteile und Potenziale
Quantenrepeater sind unverzichtbar, um die Distanzbeschränkungen in der Quantenkommunikation zu überwinden. In herkömmlichen Netzwerken nehmen die Signalstärke und die Sicherheit mit zunehmender Entfernung ab. Quantenrepeater hingegen gewährleisten eine bedingungslos sichere Kommunikation über große Entfernungen, was sie für Anwendungen in der Finanzbranche, im Gesundheitswesen oder für staatliche Einrichtungen besonders wertvoll macht.
NRW als Vorreiter in der Quantenforschung
Nordrhein-Westfalen spielt eine zentrale Rolle in der Entwicklung dieser Schlüsseltechnologien. Forschungsinstitute und Universitäten der Region, wie die Universität Paderborn oder die Stelle QT.NRW arbeiten an wegweisenden Ansätzen, um die nächste Generation sicherer Kommunikationsinfrastrukturen voranzutreiben.
Quelle: NMWP
