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EU-Programm zur Förderung von Quantennetzwerktechnologien

Seit Jahren verfolgt Professor Gerhard Rempe, Direktor am Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) und Leiter der Abteilung Quantendynamik, das Ziel, skalierbare Quantennetzwerke aus vielen Knoten aufzubauen. Seine Vision kann er nun mit seinen Allianzpartnern aus ganz Europa noch schneller umsetzen: Die Europäische Kommission hat im Rahmen des neuen Quanten-Flaggschiffprogramms der EU rund 10 Millionen Euro für die Prototypenentwicklung eines zukünftigen Quanteninternets genehmigt.

Die Quanten-Internet-Allianz (QIA) ist unter der Leitung von QuTech, der Technischen Universität Delft, für die Entwicklung eines solchen Prototyps verantwortlich. Ihr europaweites Konsortium besteht aus führenden Quantenforschungseinrichtungen – darunter auch das MPQ – und Spitzentechnologieunternehmen. Gemeinsames Ziel der Partner ist es, die für ein Quanteninternet erforderliche Technologie zu entwickeln und die europäische Industrie in diesem neu entstehenden Sektor an der Spitze zu positionieren. Die von der Europäischen Kommission bewilligten Mittel sind Teil einer ersten Finanzierungsphase des insgesamt auf 10 Jahre ausgelegten und mit einem Gesamtfördervolumen von einer Milliarde Euro ausgestatteten Quanten-Flaggschiffprogramms. Hauptziel der Initiative ist es, die wissenschaftliche Führung und Exzellenz Europas auf dem Forschungsgebiet der Quantentechnologie zu festigen und auszubauen sowie die im Labor gewonnenen Erkenntnisse in marktreife Anwendungen zu übertragen.

Ein Quanteninternet nutzt ein besonderes Quantenphänomen, um verschiedene Knoten in einem Netzwerk zu verbinden. In einer klassischen Netzwerkverbindung tauschen die Knoten Daten aus, indem sie Elektronen oder Photonen hin und her senden; dies macht die Verbindungen aber potenziell angreifbar. In einem Quantennetzwerk dagegen sind die Knoten durch quantenmechanische Verschränkung miteinander verbunden, bei der sich eine Zustandsänderung eines Knotens sofort auf die anderen Knoten auswirkt, ohne dass ein Datenaustausch stattfindet. Dies ermöglicht eine von Natur aus abhörsichere Kommunikation. Netzwerke, die auf quantenmechanischer Verschränkung beruhen, können in Zukunft beispielsweise die Sicherheit von Finanztransaktionen erhöhen.

„Wir stehen derzeit kurz davor, die ersten Quantennetzwerke mit drei oder vier Knoten zu bauen. Dank der jetzt gewährten Fördermittel können wir die Entwicklung beschleunigen. Europa bleibt damit an der Spitze der Forschung und Entwicklung in diesem Feld“, sagt Stephanie Wehner, Professorin an der Technischen Universität Delft und Koordinatorin der Quanten-Internet-Allianz.

Das volle Potenzial eines Quanteninternets lässt sich nur mit nachhaltigen und zielgerichteten Anstrengungen realisieren. Beispielsweise sollte die quantenmechanische Verschränkung erheblich schneller erzeugt werden, als sie verloren geht. Mit der Finanzierung durch das EU-Quanten-Flaggschiffprogramm kann die Quanten-Internet-Allianz die ersten Quantenprozessornetzwerke mit mehreren Knoten realisieren. Sie wird damit das Fundament für eine Quantenrepeater-Technologie legen, mit deren Hilfe die Quantenbits in Zukunft über weite Entfernungen gesendet werden können. Außerdem möchte die Allianz die erste Software und das erste Netzwerkstack entwickeln, die eine skalierbare Steuerung ermöglichen und das Quanten-Internet schließlich praktisch nutzbar machen.

von mn

www.mpq.mpg.de

www.qt.eu

www.quantum-internet.team

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