Donnerstag, 09. Dezember 2010

Starthilfe für die Quantenkommunikation


Um Nachrichten abhörsicher zu übertragen, werden bei neuesten Entwicklungen der Informationstechnik auch quantenphysikalische Effekte genutzt. Bisher ist man dabei jedoch auf einen Radius von etwa hundert Kilometern beschränkt, da die verwendeten Glasfasern unvermeidliche Verluste erzeugen. Physiker der Universität des Saarlandes wollen jetzt erforschen, wie man diese Grenzen überwinden kann. Sie erhalten dafür rund 800.000 Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). Das Ministerium wird insgesamt vier Verbundprojekte mit rund 13 Millionen fördern, um die Anwendung von Quantentechnologien in der Informationstechnik voranzutreiben.

In den letzten Jahren sind Quanteneffekte für die klassische Informationstechnologie immer wichtiger geworden. Dies hängt mit den immer kleineren Abmessungen der elektrischen Bausteine zusammen, die mit Milliardstel Metern in den Bereich von atomaren Strukturen vordringen. „Heutige Chip-Technologien nutzen jedoch immer nur die beiden klassischen Bitzustände 0 und 1. In der Quantentechnologie gibt es aber die Möglichkeit, diese Zustände zu überlagern: Ein Bit ist dann gewissermaßen gleichzeitig zu einem gewissen Teil im Zustand 0 und zu einem anderen Teil im Zustand 1“, sagt Jürgen Eschner, Physik-Professor der Universität des Saarlandes. Zusammen mit seinem Kollegen Christoph Becher und der Physik-Professorin Giovanna Morigi will er untersuchen, wie man diese Überlagerungen nutzen kann, um Nachrichten auch über große Distanzen abhörsicher zu übertragen.

Die Quantenphysik hat einen wesentlichen Vorteil für die Verschlüsselung von Daten: Wenn der Empfänger die Daten durch eine Messung analysiert, werden bestimmte Eigenschaften dieser Daten zerstört. „Man kann also nur einmal sicher die Daten empfangen und erkennt daher sofort, ob jemand anderes versucht hat, die Informationen abzufangen“, erläutert Eschner das Prinzip. Im Moment sei man noch nicht in der Lage, einmal empfangene Nachrichten weiter zu leiten, weil es bei der ersten Messung der Daten schon Verluste gibt. Im Team forschen die Saarbrücker Physiker jetzt an so genannten Quantenrepeatern, mit denen die Lichtteilchen, die Photonen, verlustfrei weiter geleitet werden können, damit man die Quanteneffekte künftig auch für weltweite Datennetze einsetzen kann.

Das Bundesforschungsministerium fördert vier Forschungsverbünde mit Ziel,  über verschiedene Forschungsansätze einen Quantenrepeater zu entwickeln. Sie werden von der Universität Bonn, der Technischen Universität Dortmund, dem Karlsruher Institut für Technologie und der Technische Universität München koordiniert. Die Saarbrücker Physiker, die mit drei Professoren einen Schwerpunkt in der Quantenphysik aufweisen, forschen im Verbund mit der Universität Bonn.

Pressefotos unter: www.uni-saarland.de/pressefotos

Kontakt:
Prof. Dr. Jürgen Eschner
Prof. Dr. Christoph Becher
Prof. Dr. Giovanna Morigi
Fakultät für Physik und Mechatronik
Tel: 0681 / 302-58017
E-Mail: quantenrepeater(at)physik.uni-saarland.de


Hinweis für Hörfunk-Journalisten: Sie können Telefoninterviews in Studioqualität mit Wissenschaftlern der Universität des Saarlandes führen, über Rundfunk-ISDN-Codec. Interviewwünsche bitte an die Pressestelle (0681/302-3610) richten.