Leibniz Universität

Hacker-sichere Datenverbindung nach Braunschweig

In einem Quantenkommunikations-Projekt baut die Leibniz Universität eine Datenverbindung zur maximal geschützten Übertragung von Informationen zwischen entfernten Orten auf.

Weiter Blick auf ein älteres Gebäude. — Der Campus der Leibniz Universität Hannover liegt mitten in der City

Im Rahmen der Großgeräte-Initiative der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) erhält die Leibniz Universität Hannover (LUH) 1,5 Millionen Euro für den Aufbau einer Langstrecken-Verbindung zur Quantenkommunikation zwischen der LUH und der Physikalisch Technischen Bundesanstalt in Braunschweig. Das als InterSync bezeichnete Projekt etabliert dazu eine abhörsichere Datenverbindung zwischen den beiden über 50 Kilometer entfernten Einrichtungen. Ein Team von Wissenschaftlern erforscht und demonstriert dafür neue, präzise Zeitsynchronisations-Methoden speziell für den Einsatz in Quantennetzwerken und der Quantenkryptographie. Die exakte Synchronisation ist eine wichtige Voraussetzung für das Funktionieren der Kommunikation. Sie stellt sicher, dass das Senden und Empfangen der Quantenzustände zum richtigen Zeitpunkt geschieht und so Übertragungsfehler vermieden werden.

Quantenkryptographie

Die Quantenkryptographie soll Kommunikationswege schützen, selbst wenn künftig verfügbare Quantencomputer klassische Verschlüsselungstechniken aushebeln können sollten. In InterSync nutzen die Forschenden für die Übertragung der Informationen einzelne Lichtteilchen, so genannte Photonen. "Damit lassen sich die Daten absolut sicher übermitteln, sogar dann, wenn ein potentieller Angreifer den Übertragungsweg abhören kann", erläutert Prof. Ilja Gerhardt vom Institut für Festkörperphysik und einer der Projektleiter.

Vier Arbeitsgruppen beteiligt

An der Leibniz Universität sind vier Arbeitsgruppen der Institute für Festkörperphysik und für theoretische Physik beteiligt: Prof. Dr. Ilja Gerhardt liefert Erfahrungen zur Freistrahl-Quantenkryptographie und zum „Quantenhacking“, das heißt den möglichen Angriffsszenarien auf eine solche Verbindung. Prof. Dr. Fei Ding untersucht helle Einzelphotonenquellen und erzeugt verschränkte Photonen aus Quantenpunkten. Prof. Dr. Andreas W. Schell besitzt reichhaltige Erfahrung mit Einzelphotonenquellen, optischen Fasern und hat abhörsicheren Quantenkommunikations-Protokolle entwickelt. Prof. Dr. Reinhard Werner gehört zu den Pionieren der Quanteninformationstheorie und arbeitet heute an theoretischen Aspekten von Quantennetzwerken. Sie kooperieren im Projekt mit den Arbeitsgruppen von Prof. Dr. Stefan Kück und Dr. Harald Schnatz am neu entstehenden Quantentechnologiezentrum (QTZ) der Physikalisch Technischen Bundesanstalt.

Forschungsumfeld für Quantenkommunikation und -computin

Der Erfolg in der Großgeräte-Initiative bereichert das bereits bestehende starke Forschungsumfeld für Quantenkommunikation und -computing mit den Exzellenzclustern QuantumFrontiers und PhoenixD sowie dem Quantum Valley Lower Saxony (QVLS) um ein weiteres Projekt. InterSync hat eine Laufzeit von 2022 bis 2027.

(Veröffentlicht: 18. Januar 2022)