26. November 2019

Startschuss für BMBF-Initiative QuNET für abhörsichere Quantenkommunikation

Rund 30 Projektbeteiligte der BMBF-Initiative trafen sich zum Start von QuNET in Jena. Ziel der Initiative ist es, ein Quantennetz zu entwickeln, das eine manipulations- und abhörsichere Datenübertragung zwischen Bundesbehörden sicherstellt. Für die Arbeit an QuNET steuert das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut HHI zwei wegweisende Technologien bei und erforscht so gemeinsam mit dem Verbundkoordinator Fraunhofer IOF, der Max-Planck-Gesellschaft und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt photonische Technologien für sichere quantenbasierte Kommunikationsnetzwerke.

Fraunhofer HHI steuert photonisch integrierte Schaltkreise und Netzwerk-Know-How bei

Für die Arbeit an QuNET steuert das Fraunhofer HHI gleich zwei wegweisende Technologien bei: Photonisch integrierte Schaltkreise (Photonic Integrated Circuits, PICs) für das Quantennetz, welche bereits mehrfach erfolgreich im Wettbewerb um europäische Forschungsprojekte waren, sowie Expertise in Glasfasernetzen und in der Quantenschlüsselübertragung, die bereits auf einer Freistrahlstrecke demonstriert wurde.

Das Fraunhofer HHI ist weltweit führend in der Erforschung von mobilen und optischen Kommunikationsnetzen sowie in der Kodierung von Videosignalen. Forschende des Fraunhofer HHI stellten im Jahr 2016 einen Weltrekord in der optischen Freiraum-Datenübertragung auf. Dafür wurde an zwei Gebäuden des Fraunhofer HHI eine bidirektionale 1,7 Tbit/s schnelle optische Übertragungsstrecke über die Luft eingerichtet. Solche Freistrahlstrecken sind relevant für Gebiete mit unterentwickelter Infrastruktur und dienen als Teststrecken für die optische Kommunikation zu Satelliten. Auf der gleichen Strecke wurden bereits im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereichs Halbleiter-Nanophotonik Quantenschlüsselübertragung-Versuche mit bis zu 8 kbit/s Schlüsselrate unter Verwendung des Zeit-Frequenz-Protokolls durchgeführt.

Am Fraunhofer HHI entwickelte photonisch integrierte Schaltkreise sind weltweit bei der Übertragung hoher Datenraten durch Glasfasernetze im Einsatz. Im Rahmen der Projekte UNIQORN und CIVIQ des „Quantum Flagship“ der Europäischen Union werden diese PICs für die Quantenschlüsselübertragung weiterentwickelt. Hier entwickeln Forschende neuartige optische Integrationslösungen, die es erlauben, Quantentechnologien für jede und jeden erschwinglich zu machen. Die am Fraunhofer HHI entwickelten kohärenten InP-Detektoren und die hybride photonische Integrationsplattform PolyBoard ermöglichen in diesen Projekten die flexible und effiziente Kombination unterschiedlichster optischer Funktionalitäten auf einem einzelnen Chip und sind somit der Schlüssel für den Erfolg im Massenmarkt.

Projektstart und Ziele

Die auf sieben Jahre angelegte Förderinitiative QuNET ist in drei Phasen unterteilt: In der ersten, nun anlaufenden Phase (QuNET-alpha), werden die Projektpartner Quantenkommunikationstechnologien für hybride Kommunikationssysteme erforschen und eine entsprechend gesicherte Pilotstrecke zwischen Bundeseinrichtungen aufbauen. In weiteren Projektphasen liegt der Fokus auf der Anschlussfähigkeit an weitere europäische Quantennetz-Initiativen, mit dem langfristigen Ziel, einen sicheren europäischen Datenraum zu schaffen. In enger Zusammenarbeit mit der deutschen Wirtschaft und dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) wird QuNET dazu eine deutsche Quantenkommunikationsinfrastruktur implementieren. Damit schafft QuNET wichtige Grundlagen für eine quantengesicherte Kommunikation, die in Zukunft über die Bundesbehörden hinaus auch der Industrie sowie Bürgerinnen und Bürgern Sicherheit in der digitalen Welt bieten wird.