Hannoveraner schicken Quantenpaket durchs kommunale Glasfasernetz
Forschungsgruppe konnte erstmals ein Stück Quantenkommunikation aus dem Labor in die reale Umgebung übertragen.
Einen Quantensprung auf dem Weg zur Telekommunikation der Zukunft gab es jetzt im Untergrund der hannoverschen Nordstadt. Das Team um Quantenphysiker Michael Kues von der Leibniz Universität Hannover konnte erstmals einen Aspekt der Quantenkommunikation aus dem Labor in die reale Umgebung übertragen: Die Forschenden schickten einige spezielle Quantencluster durch kommunale Glasfaserkabel und konnten so beweisen: Kommunikation über Quantennetzwerke außerhalb des Labors ist möglich.
Die Quantenpäckchen aus verschränkten Photonen sausten 29 Kilometer durch den Untergrund von Hannover. Unbeschadet und ohne Verlust der anvertrauten Daten kamen sie zurück ins Labor und konnten hier ausgelesen werden. Für Quantenphysiker Michael Kues und seine Forschungsgruppe am Exzellenzcluster PhoenixD der LUH gehört die praktische Nutzung der Quantenverschränkung außerhalb des Labors, insbesondere mit einzelnen Lichtteilchen, zum Kern der Arbeit. Kues erklärt: „Bisher wurden diese Clusterzustände ausschließlich unter streng kontrollierten Laborbedingungen untersucht. Für Anwendungen in künftigen Quantennetzwerken reicht das nicht – diese komplexen Zustände müssen zuverlässig über reale Glasfaserverbindungen übertragbar sein.“
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Genau dies ist dem Team um [🔎] Michael Kues nun erstmals gelungen: Die Physikerinnen und Physiker konnten einen Clusterzustand nicht nur über das kommunale Glasfasernetz von Hannover übertragen, sondern auch pro Lichtteilchen ein Vielfaches an Information mehr übertragen als bisher möglich. „Durch unsere Ergebnisse lässt sich diese spezielle Form der Quantenverschränkung nun einsetzen, um Informationen auch über große Entfernungen weiterzugeben“, erläutert Robert Johanning, Doktorand am Institut für Photonik und Mitautor der Studie.
Nach der Reise durch den Untergrund der hannoverschen Nordstadt konnten die Forschenden die Photonencluster gezielt auslesen. Hierfür entwickelte das Team eine elektrooptische Methode, mit der sich die Quanteninformationen effizient auswerten lassen. „Mit dieser Technik können wir sehr komplexe Informationspakete kontrolliert analysieren“, sagt Philip Rübeling, ebenfalls Doktorand in Kues' Gruppe und Mitautor der Studie.
Das Forschungsteam will dieses Ergebnis nun für künftige Anwendungen im Bereich der sicheren Quantenkommunikation und beim vernetzten Quantenrechnen weiterentwickeln. Kues betont: „Unser Ziel ist es, solche komplexen Quantenzustände künftig nicht nur zu übertragen, sondern gezielt als Ressource für Netzwerke von Quantencomputern und für besonders sichere Quantenkommunikation einzusetzen.“
Gedauert hat der zukunftsweisende Quantenausflug ins hannoversche Glasfasernetz übrigens nicht mal einen Wimpernschlag. Während wir einmal blinzeln kann es eine Quantenverschränkung theoretisch gut einmal um den Globus schaffen. Vielleicht also zieht der Datenträger aus Hannover schon bald größere Runden als nur einmal durch den Untergrund der Nordstadt. [LUH / dre]
Weitere Informationen
- Originalveröffentlichung
P. Rübeling, R. Johanning, J. Heine, O. V. Marchukov & M. Kues, Transmission of multi-level time-bin encoded cluster states over 29 km of partially deployed optical fiber, Light Sci. Appl. 15, 384, 1. Oktober 2026; DOI: 10.1038/s41377-026-02465-5 - Photonische Quantentechnologien PQT (Michael Kues), Institut für Photonik (IOP), Leibniz Universität Hannover
