Forscher machen Nachrichten mit Quantenphysik abhörsicher

Segmentierte Mikro-Ionenfalle, die für Experimente in der Quantenkommunikation eingesetzt wird (Bild: Universität Mainz).

Wissenschaftler der Johannes-Gutenberg-Universität Mainz wollen quantenphysikalische Effekte nutzen, um die Übertragunsreichweite für abhörsichere Nachrichten zu vergrößern. Sie liegt derzeit bei etwa 100 Kilometern.

Heute nutzen Prozessoren nur die beiden Bitzustände 0 und 1. Den Forschern zufolge lassen sich mit Hilfe der Quantenphysik sogenannte Überlagerunszustände oder Verschränkungen herbeiführen. Ein Bit ist dann gleichzeitig zu einem Teil im Zustand 0 und zum anderen im Zustand 1.

Ferdinand Schmidt-Kaler vom Institut für Physik der Universität Mainz forscht an einer Quantenschnittstelle für einen Ionen-Quantencomputer. Sie verbindet ein einzelnes Atom und ein einzelnes Photon in einer Mikrochip-Falle mit integrierten Glasfaser-Photonik-Elementen.

Das Verbundprojekt QuOReP (quantenoptische Repeater-Plattformen) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und von Dieter Meschede in Bonn koordiniert. Es umfasst 15 einzelne Projekte, eines davon in Mainz. Rund 420.000 Euro fließen direkt an das Institut für Physik der Universität Mainz.

Insgesamt stellt das BMBF 13 Millionen Euro für vier Verbundprojekte zur Verfügung. Dazu gehören neben dem QuOReP auch QuaHLRep (Quanten-Halbleiter-Repeater-Plattformen mit 13 Projekten), QUIMP (Quanten-Interface zwischen optischen und Mikrowellenphotonen mit drei Projekten) und IQuRe (Informationstheorie des Quantenrepeaters mit zwei Projekten). Ziel ist die Entwicklung eines Quanten-Repeaters, der die Übertragung abhörsicherer Nachrichten über große Entfernungen ermöglicht.