Die Forschung im Bereich der Quantenkommunikation macht gro\u00dfe Fortschritte \u2013 und das nun auch buchst\u00e4blich in der Luft. In einem aktuellen Experiment der Initiative QuNET ist es erstmals gelungen, optische Quantenkan\u00e4le zwischen einem Flugzeug und einer Bodenstation erfolgreich zu testen. Damit haben die Forschenden einen wichtigen Schritt hin zu einem sicheren Quantenkommunikationsnetz geschafft, das eines Tages weltweit Daten\u00fcbertragung auf v\u00f6llig neue Weise erm\u00f6glichen k\u00f6nnte.<\/p>\n\n\n\n
Bei dem sogenannten \u201eKey Experiment 3\u201c fungierte ein Forschungsflugzeug des Deutschen Zentrums f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR) als mobiler Knotenpunkt eines experimentellen Quantenkommunikationsnetzes. W\u00e4hrend des Fluges wurden einzelne Lichtteilchen \u2013 sogenannte Photonen \u2013 vom Flugzeug zur Erde gesendet. Auf der Bodenstation kam modernste Empfangstechnik zum Einsatz, die selbst schw\u00e4chste Lichtsignale erfassen und auswerten kann. Die gro\u00dfe Herausforderung bestand darin, die Verbindung trotz Bewegung, Luftturbulenzen und wechselnder Wetterbedingungen stabil zu halten. Daf\u00fcr wurden adaptive optische Systeme genutzt, die Verzerrungen der Atmosph\u00e4re in Echtzeit korrigieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Der Hintergrund dieser aufwendigen Tests ist ein zentrales Ziel der Quantenkommunikation: die Entwicklung von Technologien, mit denen sich absolut abh\u00f6rsichere Kommunikationskan\u00e4le aufbauen lassen. Denn in der Quantenphysik gilt: Sobald jemand versucht, ein quantenmechanisches Signal abzuh\u00f6ren, ver\u00e4ndert er es automatisch \u2013 der Eingriff wird also sofort erkannt. Damit k\u00f6nnten k\u00fcnftig hochsensible Daten, etwa aus Regierung, Milit\u00e4r, Banken oder kritischen Infrastrukturen, sicherer \u00fcbertragen werden als jemals zuvor.<\/p>\n\n\n\n
Klassische Glasfaserverbindungen sto\u00dfen bei der Quantenkommunikation schnell an physikalische Grenzen, da Photonen auf langen Strecken verloren gehen. Mobile Plattformen wie Flugzeuge oder Satelliten bieten hier einen entscheidenden Vorteil: Sie erm\u00f6glichen den Aufbau von Quantenverbindungen \u00fcber weite Distanzen hinweg \u2013 und bilden so die Grundlage f\u00fcr ein k\u00fcnftiges \u201eQuanteninternet\u201c.<\/p>\n\n\n\n
Die QuNET-Initiative wird vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung gef\u00f6rdert und vereint f\u00fchrende deutsche Forschungseinrichtungen, darunter das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, das Max-Planck-Institut f\u00fcr die Physik des Lichts, das DLR sowie weitere Partner aus Wissenschaft und Industrie. Gemeinsam arbeiten sie daran, die Quantenkommunikation aus dem Labor in die Praxis zu bringen.<\/p>\n\n\n\n
Mit dem erfolgreichen Flugexperiment ist QuNET diesem Ziel ein gro\u00dfes St\u00fcck n\u00e4her gekommen. Die Ergebnisse zeigen: Quantenkommunikation funktioniert nicht nur unter Laborbedingungen, sondern auch in realen, dynamischen Umgebungen. Damit wird eine Zukunft greifbar, in der Informationen weltweit mit bisher unerreichter Sicherheit ausgetauscht werden k\u00f6nnen \u2013 \u00fcber ein Kommunikationsnetz der n\u00e4chsten Generation.<\/p>\n\n\n\n
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Foto: DLR<\/p>\n\n\n\n