Abhörsichere Kommunikation durch Quantenphysik
Das Fraunhofer HHI entwickelt QKD-Systeme, die physikalisch abhörsichere Kommunikation aus dem Labor in reale Netze bringen – erprobt in Behördennetzen, auf 680 km Glasfaser und sogar in der Luft. Als eines der wenigen Institute weltweit deckt das HHI die gesamte Entwicklungskette ab: von photonischen Chips und Einzelphotonen-Detektoren bis zu schlüsselfertigen Systemen und Sicherheitszertifizierung.
Unsere Technologie
Das HHI-QKD-System basiert auf dem BB84 Decoy-State-Protokoll und lässt sich ohne Umbau in bestehende Netzwerke integrieren. Alle klassischen Kommunikationskanäle nutzen Standard-TCP/IP – kein dedizierter Synchronisationskanal, kein Parallelnetz erforderlich. Der Quantenkanal ist in unter einer Sekunde optisch umleitbar und damit kompatibel mit dynamischen SDN- und ROADM-Netzen.
| Glasfaser & Freistrahlung | Nahtlose Netzintegration |
| Einsatzbereit in Glasfaser- und Freistrahlnetzen – erprobt in realen Deployments: Bundesbehörden, Berlinale-Filmverteilung, 680 km Backbone Berlin–Frankfurt. | Kompatibel mit SDN- und ROADM-Netzen. Quantenkanal optisch umleitbar in unter einer Sekunde – kein Parallelnetz, keine zusätzlichen Synchronisationskanäle erforderlich. |
| Standardisierte KMS-Schnittstelle | BB84 Decoy-State-Protokoll |
| ETSI-konforme Schlüsselschnittstelle (GS QKD 004) – interoperabel mit kommerziellen Verschlüsselungsgeräten. Schutz vor Store-now-decrypt-later-Angriffen. | Sicherheit auf Basis physikalischer Gesetze – nicht mathematischer Annahmen. Ein Abhörversuch ist zwingend nachweisbar und hinterlässt physikalische Spuren. |
| Volle Systemkette aus einer Hand | Integrierte Photonik (PIC) |
| Der Entwicklungsprozess reicht von der Quantenentropiequelle (QRNG) über die Übertragung bis hin zur Einzelphotonen-Detektion und endet bei der Nachbearbeitung – alle Schlüssel-komponenten werden bei HHI intern entwickelt. | Sender- und Empfängermodule auf HHI-eigenen PolyBoard- und InP-Plattformen. Kompakte, kosteneffiziente Komponenten – Basis für künftige steckkartengroße Telecom-Module. |
Video
Quanten-Schlüsselverteilung am Fraunhofer HHI
In diesem Video gibt Dr. Nino Walenta eine Einführung in die Quanten-Schlüsselverteilung und ihre Bedeutung für sichere Datenübertragung im Zeitalter von Quantencomputern. Er erläutert, wie das Fraunhofer HHI im Rahmen der QuNET-Initiative Systeme auf Basis physikalischer Prinzipien entwickelt.
Meilensteine & Demonstrationen
2026: Q-net-Q abgeschlossen: 680 km QKD-Backbone Berlin–Frankfurt erfolgreich validiert
Das Forschungsprojekt Q-net-Q demonstrierte erfolgreich eine hybride QKD-Netzinfrastruktur unter realen Betriebsbedingungen – eine 680 km Fernverbindung von Fraunhofer HHI in Berlin über Erfurt bis zum DE-CIX in Frankfurt a. M., ergänzt durch ein 150 km regionales Testnetz in Sundhausen. Multi-Vendor-Validierung mit SDN-Kontrolle. Gefördert mit 11,8 Mio. € durch BMBF und EU (EFRE).
2025: Luft-Boden-Freistrahlung: QKD zwischen Flugzeug und Bodenstation (QuNET Key Experiment #3)
Quantenkanäle wurden erstmals mehrfach zwischen einem DLR-Forschungsflugzeug (Dornier 228) und der mobilen Bodenstation QuBUS gemessen und Technologien für QKD erprobt – ohne dedizierten Taktkanal, mit Verschränkungsquelle an Bord. Durchgeführt von DLR, MPL, FAU, Fraunhofer IOF und HHI zwischen Oberpfaffenhofen und Erlangen.
2025: „Mini-EuroQCI": Sieben-Domänen-Demonstration auf der ECOC 2025
7 unabhängige Netzdomänen, 8 KMS-Technologieanbieter und 9 QKD-Systeme unterschiedlicher Technologien (DV, CV, verschränkungsbasiert, Glasfaser, simulierter Satellitenlink) wurden live miteinander verbunden. Demonstrierte Anwendungen: quantengesicherte Videokonferenz, VPN-Verschlüsselung und gesichertes Daten-Backup.
2024: QuNET-Schlüsselexperiment: Erstmals mehrere Teilnehmer gleichzeitig quantengesichert
In Berlin kommunizierten erstmals mehrere Teilnehmer gleichzeitig quantengesichert – ein Nachweis der Skalierbarkeit von QKD-Netzen für Mehrbenutzer-Szenarien in realen Netzen. Vier HHI-QKD-Knoten (Bundesdruckerei, Strausberg, T-Labs, HHI) im Dauerbetrieb mit SDN-Monitoring.
2022: QuNET präsentiert erste Systemlösungen für hochsichere Quantenkommunikation
In QuNET-beta wurden vollständige Systemlösungen für behördliche und industrielle Anwendungen vorgestellt sowie Anbindung an europäische Quanten-Netzinfrastrukturen (EuroQCI) begonnen.
2022: QKD-gesicherte Filmverteilung bei der Berlinale
Im EU-Projekt OpenQKD integrierte das HHI gemeinsam mit Colt, ADVA und ID Quantique einen QKD-Link in die Filmdistribution des Festivals – hochauflösende Premierenfilme wurden erstmals quantengesichert gegen Piraterie übertragen.
2021: Erste quantengesicherte Videokonferenz zwischen Bundesbehörden
Im Rahmen der QuNET-Initiative wurde die erste abhörsichere Videokonferenz zwischen BMBF und BSI über Glasfaser- und Freistrahlstrecken mit QKD-Schlüsseln durchgeführt – ein bundesweiter Meilenstein für quantengesicherte Behördenkommunikation.
Pressemitteilungen
- Quantenkommunikation im Realeinsatz: Forschungskonsortium validiert hybride Netzarchitekturen über 680 km (Mrz. 2026)
- QuNET Schlüsselexperiment 3: Quantenkanäle im Flug getestet (Okt. 2025)
- Industrieworkshop der QuNET-Initiative: Hochsichere Kommunikation durch Quantenphysik (Jun. 2025)
- QKD in Aktion: Fraunhofer HHI bringt Quantenkommunikation in reale Infrastrukturen (2025)
- Wichtiger Erfolg auf dem Weg zu Quantenkommunikationsnetzwerken: Zweites QuNET-Schlüsselexperiment (Sep. 2024)
- BMBF-Initiative „QuNET" präsentiert Systeme zur hochsicheren Quantenkommunikation (2022)
- Erste quantengesicherte Videokonferenz zwischen zwei Bundesbehörden (Aug. 2021)
- Aufbruch in die Quantentechnologie: Fraunhofer HHI beteiligt sich am BMBF-geförderten Verbundprojekt Q.Link.X (2018)