Forschung & Entwicklung

Neue Hardware zur Quantenkommunikation

Mit dem Projekt InteQuant fördert die Fraunhofer-Gesellschaft ein Forschungsvorhaben, um innovative Hardware für Quantenkommunikation zu schaffen. Diese wird als technische Voraussetzungen für ein Quanteninternet dringend benötigt.

Die zuverlässige Erzeugung, Übertragung und Detektion verschränkter Photonen ist eine der wichtigsten technologischen Herausforderungen eines anwendungsorientierten Quanteninternets. Trotz erheblicher Fortschritte bei den Quantenkommunikationstechnologien in jüngster Zeit sind die bisher erreichten Übertragungsraten bei der Verteilung von Schlüsseln für viele mögliche Anwendungsfälle immer noch deutlich zu niedrig.

Im dreijährigen, mit 2,3 Millionen Euro geförderten Projekt ‚InteQuant - Joint Initiative for Advanced Integrated Devices for Quantum Information Processing‘ kooperieren das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF und das österreichische Institut für Quantenoptik und Quanteninformation IQOQI. Das Ziel der Partner: Die fehlende Hardware entwickeln, um Quantenkommunikation zur Anwendungsreife zu verhelfen. Für ein Quanteninternet mit neuen Anwendungen müssen nämlich sowohl die Übertragungsraten für den Quantenschlüsselaustausch substanziell erhöht als auch die Aufbauten miniaturisiert werden.

Anlässlich des Kick-Offs kamen die Projektpartner am 14. Januar 2020 am Fraunhofer IOF in Jena zusammen. Professor Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer IOF, sagte zum Start von InteQuant: „Die Quantenmechanik ist eine der folgenreichsten Entdeckungen der Menschheit. Die technologische und gesellschaftliche Entwicklung unserer Zivilisation ist ohne sie undenkbar. Mit InteQuant kann die Fraunhofer-Gesellschaft eine Brücke bauen, um einer der wichtigsten europäischen Treiber einer wirtschaftlichen Verwertung der Quantentechnologien zu werden.“ Insbesondere die Quantenkommunikation stelle bereits jetzt ein wichtiges Anwendungsszenario für spezifische Nischenmärkte dar, zum Beispiel für Verwaltungseinrichtungen, Behörden oder Banken.

Mit integrierten, geführten Wellenlösungen sollen hochdimensional verschränkte Photonenzustände erzeugt werden, die sich für skalierbare Fertigungsprozesse sowie effiziente Paarbildung, Engineering und Analyse von Quantenzuständen eignen. Während das Fraunhofer IOF seine Kompetenzen auf dem Gebiet der Photonikintegration zur Miniaturisierung von Quellen, Übertragungssystemen und Zustandsdecodern einbringt, verfügt das IQOQI über herausragendes Grundlagenwissen im Bereich der angewandten Quanteninformationsverarbeitung. Um die Forschungsarbeiten zu überprüfen und im Dauerbetrieb zu testen, soll unter anderem der Zugang des IQOQI zu einem grenzüberschreitenden Fasernetzwerk genutzt werden.

Das Projekt InteQuant ist Teil des Fraunhofer-internen Förderprogramms ICON ‚International Cooperation and Networking‘. Dieses zielt darauf ab, die strategische Zusammenarbeit mit ausländischen Forschungseinrichtungen zu initiieren.

von mn

www.iof.fraunhofer.de

www.iqoqi.at

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