Magische Datenübertragung
Quantenoptiker der Uni Siegen erhalten Drittmittelbewilligung für die Quantenkryptographie dank selbstentwickeltem „MAGIC-Verfahren“.
Gleich an zwei Großprojekten zur Entwicklung neuer Verschlüsselungstechnologien sind Quantenphysiker der Universität Siegen beteiligt: am vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „Quantenrepeater mit Methoden der Quantenoptik“ und an einem Projekt zur präzisen Charakterisierung von verschränkten Quantenteilchen, das die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert. Zusammen beläuft sich die bewilligte Fördersumme auf rund 800.000 Euro. Grundlage für beide Siegener Forschungsprojekte ist das von Christof Wunderlich und seinem Team entwickelte „MAGIC-Verfahren“ und im Falle des DFG-Projekts zusätzlich die Forschung am Lehrstuhl für Theoretische Quantenoptik von Otfried Gühne.
Abb.: Christof Wunderlich (l.) und Otfried Gühne arbeiten mit Hilfe der Quantenkryptographie an Grundlagen für eine sichere Datenübertragung. (Bild: B. Bowinkelmann, U. Siegen)
Abhörsicher mit Hilfe der Quantenkryptographie kommunizieren, das funktioniert bereits, allerdings nur auf kurzem Wege. „Signale, die mit Quanten übertragen werden, können lange Strecken nur überwinden, wenn sie unterwegs erneuert werden“, sagt Wunderlich. Ähnlich wie andere Kommunikationssignale müsse das Signal über „Repeater“ auf der Strecke gehalten werden. Das Problem: Auf dem herkömmlichen Wege muss das Signal gemessen oder ausgelesen werden, um es zu verstärken. Das funktioniert bei der Quantenkryptographie nicht, da die Abhörsicherheit genau dadurch gewährleistet ist, dass das Signal durch eine Messung irreparabel verändert wird. Die Lösung für einen Quantenrepeater, der die Abhörsicherheit gewährleistet, sucht das Team des Lehrstuhls für Quantenoptik in den Eigenschaften verschränkter Teilchen.
Eine Lösung für einen Quantenrepeater, der ohne Messung des Signals auskommt, sieht Wunderlichs Team in der Verkettung von verschränkten Quantenteilchen. Die zurzeit erfolgreichsten Experimente zur Erzeugung verschränkter Teilchen basieren auf gespeicherten Ionen. An der Uni Siegen werden die Ionen in einer Falle nach dem Verfahren „Magnetic Gradient Induced Coupling“ (MAGIC) gespeichert. „Unser Verfahren hat unter anderem den Vorteil, dass wir zur Verschränkung der Ionen Radiofrequenzstrahlung einsetzen und nicht wie bei anderen Ionen-Fallen Laserlicht“, erklärt Wunderlich. Laserlicht bringe verschiedene Probleme wie spontane Streuung und die Notwendigkeit von Kühlung mit sich. Beides bleibe bei MAGIC jedoch aus.
U. SI / OD
