{"id":608,"date":"2024-07-02T10:00:00","date_gmt":"2024-07-02T08:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/quanten-kompass.de\/?post_type=aktuelles&p=608"},"modified":"2025-02-26T12:52:47","modified_gmt":"2025-02-26T11:52:47","slug":"2-physik-nobelpreis-2022-revolutionaere-experimente-zur-quantenverschraenkung-ausgezeichnet","status":"publish","type":"aktuelles","link":"https:\/\/quanten-kompass.de\/en\/aktuelles\/2-physik-nobelpreis-2022-revolutionaere-experimente-zur-quantenverschraenkung-ausgezeichnet\/","title":{"rendered":"Revolution in der Quantenkommunikation: Sicherer Datentransfer mit k\u00fcnstlichen Atomen"},"content":{"rendered":"

Ein bedeutender Fortschritt wurde in der Quantenkommunikation<\/a> erreicht. Forschende der Leibniz Universit\u00e4t Hannover und Partnern gelang es erstmals, eine Quantenschl\u00fcsselverteilung (QKD)<\/a> \u00fcber 79 km zwischen Hannover und Braunschweig durchzuf\u00fchren. Dabei nutzten sie eine innovative Einzelphotonen<\/a>quelle auf Basis von Quantenpunkten, die in einem speziellen Bragg-Gitter eingebettet war. Diese Quelle erzeugt einzelne Photonen im Telekommunikations-C-Band, die f\u00fcr die sichere Daten\u00fcbertragung verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n

Das Experiment demonstrierte nicht nur die Machbarkeit von QKD<\/a> \u00fcber gro\u00dfe Entfernungen, sondern auch die Effizienz dieser neuen Technologie. Die Photonen<\/a> wurden \u00fcber ein 79 km langes Glasfaserkabel zwischen den beiden St\u00e4dten geschickt. Ein entscheidender Faktor f\u00fcr den Erfolg war die hohe Reinheit und Helligkeit der Photonen<\/a>, die vom Quantenpunkt emittiert wurden. Die Quantenpunkte fungieren als k\u00fcnstliche Atome, die auf Abruf einzelne Photonen<\/a> aussenden, was eine besonders pr\u00e4zise Steuerung erm\u00f6glicht. Ein weiterer technischer Meilenstein war die Nutzung eines Bragg-Gitters zur Verst\u00e4rkung des Photonensignals. Dieses Gitter verbessert die Lichtemission des Quantenpunkts und sorgt daf\u00fcr, dass die Photonen<\/a> zuverl\u00e4ssig und mit geringer Fehlerquote \u00fcbertragen werden. So konnte eine au\u00dfergew\u00f6hnlich niedrige Fehlerrate von unter 1 % erreicht werden, was das System f\u00fcr den Einsatz in sicherheitskritischen Anwendungen attraktiv macht. Dieser Erfolg legt den Grundstein f\u00fcr zuk\u00fcnftige gro\u00dffl\u00e4chige und abh\u00f6rsichere Quantenkommunikationsnetzwerke.<\/p>\n\n\n\n

Das Besondere an diesem Experiment ist die Verwendung k\u00fcnstlicher Atome, die aufgrund ihrer Stabilit\u00e4t und Effizienz bei der Emission von Einzelphotonen \u00fcber weite Entfernungen als Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr die Quantenkommunikation<\/a> gelten. Zudem gelang es den Forschenden, die Polarisation<\/a> dieser Photonen<\/a> so pr\u00e4zise zu steuern, dass St\u00f6rungen minimiert wurden, was zu einer extrem niedrigen Bitfehlerrate f\u00fchrte. Durch den Einsatz von Quantenpunkten im Telekommunikations-C-Band konnte die verlustfreie \u00dcbertragung \u00fcber Glasfasern optimiert werden, da dieser Frequenzbereich ideal f\u00fcr die minimalen D\u00e4mpfungsverluste in herk\u00f6mmlichen Telekommunikationsnetzen ist.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Erfolg legt den Grundstein f\u00fcr zuk\u00fcnftige gro\u00dffl\u00e4chige und abh\u00f6rsichere Quantenkommunikationsnetzwerke, die nicht nur in der Wissenschaft, sondern auch in der Industrie und im Finanzsektor von gro\u00dfer Bedeutung sein k\u00f6nnten. Dank dieser neuen Technologie werden sichere und schnelle Datenverbindungen \u00fcber gro\u00dfe Distanzen bald eine Realit\u00e4t sein, was die Sicherheit moderner Kommunikationsnetze erheblich verbessern wird.<\/p>\n\n\n\n

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Quellen:<\/p>\n\n\n\n

Yang, J., Jiang, Z., Benthin, F. et al. (2024). High-rate intercity quantum key distribution with a semiconductor single-photon source. Light: Science&Applications<\/em> 13, 150.<\/p>\n\n\n\n

https:\/\/www.uni-hannover.de\/de\/universitaet\/aktuelles\/online-aktuell\/details\/news\/durchbruch-fuer-sichere-kommunikation-mit-kuenstlichen-atomen<\/a><\/p>\n\n\n\n

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