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Humboldt-Universität zu Berlin - Faculty of Mathematics and Natural Sciences - Department of Physics

Aufbruch in die Quantentechnologie

Das BMBF fördert ein Verbundprojekt zur schnellen und abhörsicheren Kommunikation mit 14,8 Millionen Euro. Das Institut für Physik der HU ist mit zwei Arbeitsgruppen beteiligt.

Die Digitalisierung durchdringt unsere gesamte Gesellschaft – von Industrie 4.0 bis hin zu Gesundheitsanwendungen. Dabei gewinnen Datensicherheit und sichere Kommunikation an Bedeutung. Die Quantenkommunikation ist hierfür ein vielversprechender Ansatz: Sie nutzt Quantenzustände als Informationsträger, die aufgrund fundamentaler physikalischer Gesetze weder kopiert noch unbemerkt mitgelesen werden können. Diesen Aufbruch in die Quantentechnologie unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), indem es nun das Verbundprojekt "Quanten-Link-Erweiterung" (Q.Link.X) in den nächsten drei Jahren mit insgesamt 14,8 Millionen Euro fördert. Das Institut für Physik der HU ist mit den zwei Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Oliver Benson und Dr. Sven Ramelow an dem Verbund beteiligt.

Das Ziel des Verbundprojektes sind physikalisch abhörsichere Glasfaser-Netzwerke. Dieser Paradigmenwechsel in der Nachrichtenverschlüsselung weg von konventionellen Verfahren und hin zur Quantentechnologie stößt jedoch auf eine technologische Herausforderung: Bei der Übertragung der Quanteninformation mit Lichtteilchen (Photonen) kommt es zu unvermeidbaren Leitungsverlusten, wodurch die Übertragungsstrecken bisher auf unter 100 Kilometer begrenzt werden. Mit Quantenrepeatern soll diese Grenze ohne Sicherheitseinschränkungen überwunden werden. Repeater (englisch: Wiederholstationen) sind in der Kommunikationstechnik Signalverstärker und -aufbereiter. Anders als diese Repeater muss der Quantenrepeater Signale verschiedener Teilstrecken aber mit Hilfe von Quantenprozessen verknüpfen, um somit größere Distanzen zu überbrücken.

Das Verbundprojekt "Quanten-Link-Erweiterung" (Q.Link.X) soll nun die Entwicklung von solchen Quantenrepeatern vorantreiben, die Quantenspeicher und Quantenkoppler einsetzen. Diesen Aufbruch in die Quantentechnologie fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in den nächsten drei Jahren mit insgesamt 14,8 Millionen Euro. Mit Quantenpunkten, Diamant-Farbzentren und einer Kombination atomarer und ionischer Systeme als drei verschiedenen technischen Plattformen sollen Übertragungsstrecken zwischen zehn und 100 Kilometern realisiert werden und die Vorteile der jeweiligen Systeme einander gegenübergestellt werden. Die Arbeiten sollen die Technologie vorbereiten, um in späteren Phasen auch viel längere Strecken zu überbrücken. In Q.Link.X werden erstmals nicht nur einzelne Komponenten eines Quantenrepeaters, sondern komplette Kommunikationsstrecken erforscht und entwickelt.

Im Q.Link.X-Verbund haben sich 24 Partner aus Forschungseinrichtungen von Universitäten bis zu Industrielabors zusammengefunden, um die Schlüsseltechnologie der Quantenrepeater zu erforschen. Die enge Einbindung industrieller Partner und Berater soll die Realisierbarkeit aus industrieller und ingenieurstechnischer Sicht von vornherein erleichtern. Die Ergebnisverwertung in Deutschland soll durch Patente und Ausgründungen des Konsortiums gesichert werden.

24 Partner treiben gemeinsam Q.Link.X voran

Folgende Partner sind an dem Projekt beteiligt: Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Technische Universität München, Technische Universität Dortmund, HighFinesse Laser and Electronic Systems GmbH, Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut Berlin, Technische Universität Berlin, Universität Stuttgart, Universität Paderborn, Universität des Saarlandes, Freie Universität Berlin, Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, Ruhr-Universität Bochum, Swabian Instruments GmbH, Leibniz Universität Hannover, Max-Planck-Institut für Quantenoptik (Garching), Julius-Maximilians-Universität Würzburg, Universität Bremen, Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, Universität Ulm, Humboldt-Universität zu Berlin, Universität Kassel, Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Karlsruher Institut für Technologie und Ludwig-Maximilians-Universität München.

Weitere Informationen

Bundesministerium für Bildung und Forschung

 

Kontakt für die Medien:

 

Prof. Dr. Oliver Benson

Institut für Physik

der Humboldt-Universität zu Berlin

Newtonstraße 15

12489 Berlin

Tel.: 030/20934712

E-Mail: oliver.benson@physik.hu-berlin.de

 

und

 

Q.Link.X-Koordinationsbüro

Dr. Marianne Lenzen (Verbundkoordinatorin)

Institut für Angewandte Physik Universität Bonn

Tel. 0228/733465

E-Mail: qlinkx@uni-bonn.de