Am 27. Januar 2025 haben die Universität Ulm und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam eine neue Teststrecke für Quantenkommunikation auf dem Oberen Eselsberg in Betrieb genommen. Diese Quantum Key Distribution (QKD)-Strecke ermöglicht die abhörsichere Übertragung von Daten mittels Quantenschlüsseln und markiert einen bedeutenden Fortschritt in der sicheren Informationsübertragung. Die etwa 2,5 Kilometer lange Glasfaserverbindung erstreckt sich zwischen dem Universitätscampus und dem DLR-Institut für Quantentechnologien. Während der Inbetriebnahme demonstrierten die Wissenschaftler*innen die sichere Übertragung medizinischer Patientendaten zwischen zwei Computern. Die Daten wurden konventionell über die bestehende Glasfaserverbindung gesendet, während der zum Entschlüsseln notwendige Quantenschlüssel über den QKD-Kanal übertragen wurde. Dieses Verfahren gewährleistet, dass ein unbemerkter Lauschangriff auf den Schlüssel aufgrund der Prinzipien der Quantenmechanik nicht möglich ist.
Ein herausragendes Merkmal der Quantenkommunikation ist die Fähigkeit, Abhörversuche sofort zu erkennen. Bei der Vorführung simulierten die Forschenden einen Lauschangriff auf den Quantenschlüssel. Dabei zeigte sich, dass Abhörversuche unmittelbar auffallen, beispielsweise durch eine plötzliche Verringerung der Datenrate, woraufhin das System die Schlüsselerzeugung abbricht. Dies verhindert unbemerkte Manipulationen oder Angriffe effektiv.
Die Entwicklung dieser QKD-Teststrecke ist ein gemeinsames Projekt der Universität Ulm und des DLR, wobei das DLR seine Expertise in optischer Kommunikation, Raumfahrt und Quantencomputing einbringt. Die für die Verschlüsselung notwendigen Geräte wurden vom Start-up Quantum Optics Jena bereitgestellt, das auch die passende Software zur Visualisierung der Quantenprozesse entwickelte. Die neue Infrastruktur dient nicht nur der sicheren Datenübertragung, sondern auch der Grundlagenforschung in Bereichen wie Kryptografie, Verschränkung von Quantenbits und Quantencomputing. Langfristig planen die Forschenden, ein Quanteninternet zu entwickeln, das Quantencomputer miteinander vernetzt und so die Rechenkapazitäten auf Quantenebene erweitert. Die Inbetriebnahme dieser Teststrecke stellt einen wichtigen Schritt in Richtung praktischer Anwendungen der Quantenkommunikation dar und unterstreicht die führende Rolle der Universität Ulm und des DLR in diesem zukunftsweisenden Forschungsfeld.
Quellen:
https://www.dlr.de/de/aktuelles/nachrichten/2025/start-fuer-abhoersichere-quantenkommunikation-in-ulm https://www.uni-ulm.de/nawi/naturwissenschaften/nawi-detailseiten/news-detail/article/abhoersichere-kommunikation-dank-quantenverschluesselungerfolgreicher-startschuss-fuer-teststrecke-auf-dem-oberen-eselsberg/