QR.X

Mit der fortschreitenden Digitalisierung alltäglicher Lebensbereiche gewinnt die vollumfängliche Gewährleistung der Sicherheit bei der Informationsübertragung an tiefgreifender Bedeutung. Die Quantenkommunikation bietet dabei einen zukunftssicheren Lösungsansatz, um unter Anwendung fundamentaler Gesetze der Quantenphysik geheime Schlüssel zu erstellen und zu verteilen, welche selbst gegenüber neuartigen Angriffsmöglichkeiten durch Quantencomputer langfristig sichere Datenübertragungen ermöglichen. Derzeitige Quantenkommunikationsstrecken sind aufgrund von Übertragungsverlusten auf Distanzen von ca. 100 km begrenzt. Zur Überwindung dieser Grenze sind sogenannte Quantenrepeater notwendig, welche mit Hilfe von Quantenspeichern Quantenverbindungen über weitaus größere Distanzen ermöglichen.

Das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut forscht daher gemeinsam mit 25 weiteren Partnern aus Industrie und Forschung im Rahmen des Projektes „Quantenrepeater.Link“ (QR.X) an einer ersten Umsetzung solcher Quantenrepeater-Verbindungen. In enger Kooperation mit den Projektpartnern wird das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut eine 3-Punkt-Quantenteststrecke bestehend aus einer photonischen Quantenquelle und zwei Quantenempfängern aufbauen und charakterisieren. Ein fasergekoppelter Freistrahllink ermöglicht dabei die transparente Kopplung von Faser- und Freistrahl-Segmenten innerhalb der Testinfrastruktur. Um zum einen die Kapazität der Quantenlinks zu erhöhen und zum anderen um komplexere Netzwerkstrukturen abzubilden, wird zudem die Implementierung von spektralem Multiplexing innerhalb der 3-Punkt-Teststrecke eine zentrale Rolle spielen. In anwendungsnahen Testszenarien sollen experimentell Quantenteleportation, 3-Punkt-QKD, und spektral gemultiplexte Quantenübertragungen demonstriert und evaluiert werden.