Quantenverschlüsselung per Unterseekabel zwischen Malta und Sizilien
gelungen
Erfolgreiche Übertragung über insgesamt 192 Kilometer gilt als wichtiger
Schritt für die Entwicklung eines abhörsicheren Quanteninternets
13. Jänner 2020, 11:44
Ein Quanteninternet, bei dem Information abhörsicher übertragen wird,
lässt sich offensichtlich mit herkömmlicher
Telekommunikations-Infrastruktur realisieren. Das zeigten nun
österreichische Physiker in einem Experiment. Sie realisierten eine
quantenverschlüsselte Verbindung zwischen Sizilien und Malta über ein
bestehendes Unterseekabel, berichten sie im Fachjournal "Nature Quantum
Information".
Die quantenkryptographische Verschlüsselung von Information mithilfe
verschränkter Photonen ist abhörsicher.
Beim Quanteninternet will man sich die besonderen Phänomene der
Quantenphysik für absolut abhörsichere Kommunikation zunutze machen.
Eine Möglichkeit dafür ist die quantenkryptographische Verschlüsselung
von Information mithilfe verschränkter Lichtteilchen (Photonen).
Das quantenphysikalische Phänomen der Verschränkung besagt, dass zwei
Quantensysteme – in diesem Fall zwei Lichtteilchen –
wie durch
Geisterhand miteinander verbunden bleiben. Die Messung an einem legt
unmittelbar den Zustand des anderen fest, auch wenn sie beliebig weit
voneinander entfernt sind.
Glasfaser am Meeresgrund
Das internationale Team um Rupert Ursin und Anton Zeilinger vom Institut
für Quantenoptik und Quanteninformation Wien (IQOQI) der
Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) und der Universität
Wien erzeugte in dem Experiment an der Kommunikationsstation an der
Küste Maltas zunächst Paare von (über die Polarisation) verschränkten
Lichtteilchen. Eines der beiden Photonen wurde direkt an dieser Station
gemessen. Das andere wurde über ein Untersee-Glasfaserkabel über 96
Kilometer bis an die Küste Siziliens gesendet und von dort wieder zurück
nach Malta geschickt. Dort wurde es schließlich ebenfalls gemessen.
Die Quantenkommunikation gelang über eine Distanz von 192 Kilometer.
Illustration: Nasa/ÖAW
Für die Methode, Quantenschlüssel mithilfe von
polarisationsverschränkten Lichtteilchen über längere Distanzen auf der
Erde einzusetzen, bedeutet die überbrückte Strecke von insgesamt 192
Kilometern einen neuen Rekord, schreiben die Physiker. Bei dem Versuch
konnten vier Bits pro Sekunde an Information übermittelt werden. Würde
jemand versuchen, die Information, die das auf Reisen geschickte
Lichtteilchen trägt, auszulesen, würde dies seinen quantenphysikalischen
Zustand aufgrund physikalischer Gesetzmäßigkeiten umgehend ändern. Ein
solcher Abhörversuch würde damit sofort auffliegen.
Unerwartete Stabilität
Die Wissenschafter waren von der "unerwartet hohe Stabilität der
gewählten Methode" überrascht. Über einen Zeitraum von mehr als sechs
Stunden konnte die Verbindung ohne weitere Stabilisierungen über die
lange Distanz aufrecht erhalten werden.
Damit zeige sich ihr "großes Potenzial gerade in Verbindung mit
herkömmlicher Telekommunikationsinfrastruktur für die Schaffung eines
Quanteninternets der Zukunft". Denn neben Satelliten würden
Glasfaserkabel eine wichtige Rolle beim bevorstehenden Aufbau einer
abhörsicheren Infrastruktur spielen. "Sehr viele der heutigen
Glasfaserverbindungen sind am Meeresgrund verlegt. Mit dem Experiment
gilt es nun als gesichert, dass sich diese auch sehr gut für die
Übertragung von Quantenzuständen eignen", sagte Ursin. (red, APA,
13.1.2019)
Abstract
Nature Quantum Information: "Passively stable distribution of
polarisation entanglement over 192 km of deployed optical fibre"
https://www.derstandard.at/story/2000113232132/quantenverschluesselung-zwischen-malta-und-sizilien-ueber-unterseekabelgelungen
Gratulation
Die Verschlüsselung von Informationen setzt eine Entfernung zwischen Sender und Empfänger voraus. In Ihrem Fall befindet sich Sender und Empfänger am gleichen Ort.