Quanten-Web: Containerschiffe als Netzverstärker

Forscher der Ochanomizu University in Tokio http://www.ocha.ac.jp haben ein Konzept für ein globales Quanten-Internet entwickelt.

Das System, das derzeit lediglich als theoretischer Entwurf vorliegt, soll das Problem der Überwindung größerer Distanzen bei der vernetzten Quanteninformationsverarbeitung lösen, das Computeringenieuren rund um den Globus derzeit noch Kopfzerbrechen bereitet.

Dieses soll der neuesten Idee zufolge mithilfe von Containerschiffen umgangen werden, deren Ladung aus Quantenbits besteht und die gewissermaßen als bewegliche Verstärker fungieren, um einzelne Quantennetze zu einem großen Ganzen zu verbinden.

Zentrale Herausforderungen

„Quantenkommunikation verspricht die ultimative Datensicherheit, weil nach den Gesetzen der Physik jeder Manipulationsversuch automatisch entdeckt werden würde“, erklärt Projektleiter Simon Devitt von der Ochanomizu University gegenüber dem NewScientist den wesentlichen Vorteil der potenziell vielversprechenden Zukunftstechnologie.

Bis zur Errichtung eines weltweiten Quanten-Internets gebe es allerdings noch mehrere zentrale Herausforderungen zu meistern. Eine davon ist die Übertragung von Quanten-Daten über längere Distanzen. „Einige stadtweite Netze sind bereits im Entstehen. Will man die Reichweite erhöhen, müsste man aber auf spezielle Geräte – sogenannte 'Quanten-Verstärker' – zurückgreifen. Bis jetzt kann diese jedoch noch niemand bauen“, erläutert Devitt.

Geht es nach den Vorstellungen des Wissenschaftlers, so ist die Entwicklung von Quanten-Verstärkern, die an strategischen Orten auf dem Meeresboden aufgestellt werden könnten, um die Netzreichweite zu vergrößern, nur vergeudete Mühe. „Stattdessen könnten Containerschiffe beladen mit Quantenbits durch die Meere streifen und weiter entfernte Server miteinander verbinden. Damit könnte man eine überraschend gute Datentransferrate erreichen“, ist der Forscher überzeugt.

Bis zu ein Terabyte pro Sekunde

Ob die interessante Idee auch in der Praxis funktioniert, lässt sich im Moment allerdings noch nicht überprüfen. „Derzeit gibt es noch keine Technologie zur Speicherung von Quanten-Daten“, stellt Devitt klar. Gemeinsam mit seinem Team hat er dennoch bereits konkrete Berechnungen angestellt, was eine praktische Umsetzung seines Konzepts betrifft. Demnach könnte ein einzelner Container bis zu 125 Bytes an Quanten-Information speichern.

„Da große Schiffe rund 10.000 Container beherbergen können, ergibt sich für ein voll beladenes Gefährt, das 20 Tage lang zwischen Japan und den USA unterwegs ist, das Äquivalent einer Datentransferrate zwischen zehn Byte pro Sekunde und einem Terabyte pro Sekunde – je nachdem, welche Speichertechnologie verwendet wird“, so Devitt.