25.01.2022

Hacker-Schutz auf langen Strecken

DFG fördert Quantenkommunikations-Projekt zur maximal geschützten Übertragung von Informationen zwischen entfernten Orten.

Im Rahmen der Großgeräte-Initiative der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhält die Leibniz Universität Hannover anderthalb Millionen Euro für den Aufbau einer Langstrecken-Verbindung zur Quantenkommunikation zwischen der LUH und der Physikalisch Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Das InterSync-Projekt etabliert dazu eine abhörsichere Datenverbindung zwischen den beiden über fünfzig Kilometer entfernten Einrichtungen. Ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern erforscht und demonstriert dafür neue, präzise Zeitsynchronisations-Methoden speziell für den Einsatz in Quantennetzwerken und der Quantenkryptographie. Die exakte Synchronisation ist eine wichtige Voraussetzung für das Funktionieren der Kommunikation. Sie stellt sicher, dass das Senden und Empfangen der Quantenzustände zum richtigen Zeitpunkt geschieht und so Übertragungsfehler vermieden werden.

Abb.: Logo des Quanten­kommunikations-Projekts an der Universität Hannover....
Abb.: Logo des Quanten­kommunikations-Projekts an der Universität Hannover. (Bild: LUH)

Die Quanten­kryptographie soll Kommunikations­wege schützen, selbst wenn künftig verfügbare Quantencomputer klassische Verschlüsselungs­techniken aushebeln können sollten. In InterSync nutzen die Forschenden für die Übertragung der Informationen Photonen. „Damit lassen sich die Daten absolut sicher übermitteln, sogar dann, wenn ein potentieller Angreifer den Über­tragungsweg abhören kann“, sagt Ilja Gerhardt vom Institut für Festkörper­physik und einer der Projektleiter.

An der Leibniz Universität sind vier Arbeits­gruppen der Institute für Festkörperphysik und für theoretische Physik beteiligt: Ilja Gerhardt liefert Erfahrungen zur Freistrahl-Quanten­kryptographie und zum Quantenhacking. Fei Ding untersucht helle Einzel­photonenquellen und erzeugt verschränkte Photonen aus Quantenpunkten. Andreas W. Schell besitzt reichhaltige Erfahrung mit Einzel­photonenquellen, optischen Fasern und hat abhörsicheren Quanten­kommunikations-Protokolle entwickelt. Reinhard Werner gehört zu den Pionieren der Quanten­informations­theorie und arbeitet heute an theoretischen Aspekten von Quanten­netzwerken.

Die Forscher kooperieren im Projekt mit den Arbeits­gruppen von Stefan Kück und Harald Schnatz am neu entstehenden Quanten­technologie­zentrum (QTZ) der Physikalisch Technischen Bundesanstalt. Der Erfolg in der Groß­geräte-Initiative bereichert das bereits bestehende starke Forschungs­umfeld für Quanten­kommunikation und -computing mit den Exzellenz­clustern Quantum­Frontiers und PhoenixD sowie dem Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) um ein weiteres Projekt. InterSync hat eine Laufzeit von 2022 bis 2027.

LUH / JOL

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