Hochsichere Datenübertragung durch Quantentechnologien

Im Rahmen des kürzlich gestarteten Projektes QSNP sind Forscher*innen der Universität Paderborn an der Entwicklung hochsicherer Quantenkommunikationsnetzwerke beteiligt.
Foto: Universität Paderborn, Besim Mazhiqi

Wissenschaftler*innen der Universität Paderborn sind Teil des Projekts „Quantum Secure Networks Partnership“ (QSNP).

Das gemeinsame Ziel von über 40 Partner*innen aus Wissenschaft und Industrie ist eine hochsichere Datenübertragung, die durch den Einsatz von Quantenkryptografie realisiert werden soll. Das Projekt, das für einen Zeitraum von dreieinhalb Jahren mit einem Budget von 25 Millionen Euro von der EU gefördert wird, ist am 1. März gestartet.

Das Thema Datensicherheit gewinnt in unserer hochmodernen Gesellschaft zunehmend an Bedeutung. Digitale Kommunikation ist aus unserem privaten und beruflichen Alltag nicht mehr wegzudenken: Über diverse Endgeräte und Netzwerke tauschen wir – teils international – Informationen aus. Dabei handelt es sich mitunter um hochsensible Daten, die es zu schützen gilt. Je leistungsfähiger unsere Computer werden, desto stärker müssen auch die angewandten Verschlüsselungsverfahren sein, die unsere Informationen sichern. Sogenannte Protokolle der nächsten Generation, die auf quantenkryptografischen Methoden beruhen, bieten bisher unerreichbare Ebenen der Datensicherheit. So ermöglichen Techniken der Quantenschlüsselverteilung (engl. Quantum Key Distribution, QKD), die auf fundamentalen Gesetzen der Quantenmechanik beruhen, erstmals eine abhörsichere Kommunikation.

Im EU-Projekt QSNP werden unter Anwendung von QKD-Techniken hochsichere Quantenkommunikationsnetzwerke realisiert – daran ist die Universität Paderborn maßgeblich beteiligt. Wissenschaftler*innen der Arbeitsgruppe „Integrierte Quantenoptik“ unter Leitung von Prof. Dr. Christine Silberhorn am Department Physik und Institut für Photonische Quantensysteme (PhoQS) entwickeln vorrangig integriert optische Quellen zur Quantenkommunikation. Prof. Silberhorn beschreibt die Zielsetzung des Paderborner Beitrags: „Wir werden im Rahmen des Projekts neuartige Bauelemente entwickeln, die dann von unseren Projektpartnern in Netzwerkdemonstratoren eingesetzt werden. Damit wollen wir dazu beitragen, neue Wege zur Realisierung sicherer aber gleichzeitig auch kostengünstiger Systeme aufzuzeigen.“

Das Projekt adressiert aber auch bestehende Netzwerke: So sollen die Methoden der Quantenkryptografie in konventionelle Telekommunikationsnetzwerke integriert werden und bereits bei der klassischen Datenübertragung für eine erhöhte Sicherheit sorgen. In einem letzten Schritt wird die entwickelte Technologie in konkrete Anwendungsfälle übertragen und beispielsweise zum Schutz kritischer Infrastrukturen oder bei der Uhrensynchronisation zum Einsatz kommen. Darüber hinaus sollen neue Sektoren erschlossen werden, die mit der derzeitigen Technologie nicht erreicht werden.

Quantum Secure Networks Partnership ist Teil des Quantum Technologies Flagships, einer europäischen Kooperationsinitiative für Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten mit Bezug zu Quantentechnologien. Nach der kürzlich abgeschlossenen Anlaufphase, an der mehrere Arbeitsgruppen des Paderborner Instituts für Photonische Quantensysteme (PhoQS) maßgeblich beteiligt waren, geht das Flagship nun in eine zweite Phase über, in der Entwicklungen in die Anwendung übertragen werden sollen. Für diesen Transfer bietet das Projekt QSNP, das von dem Institute of Photonic Sciences (ICFO) in Barcelona koordiniert wird, eine optimale Plattform: Akteur*innen der Wissenschaft kooperieren mit Technologie- und Industriepartner*innen – unter anderem Netzwerkintegrator*innen und Telekommunikationsbetreiber*innen. Ein erstes Treffen der Projektpartner*innen findet Ende April in Barcelona statt.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Jennifer-Rose Krüger, Institut für Photonische Quantensysteme (PhoQS) der Universität Paderborn, Fon: +49 5251 60-4580, E-Mail: jennifer.rose.krueger@uni-paderborn.de

https://www.uni-paderborn.de/nachricht/122975

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