Mobile-Menu

Sichere Kommunikation Quantenteleportation über ein Glasfaserkabel

Von Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

ODU GmbH & Co. KG
IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Forscher haben Quanteninformationen über ein bestehendes Glasfasernetz übertragen, das gleichzeitig auch klassische Daten mit 400 GBit/s überträgt. Mit dem Experiment zeigen die Forscher, wie sich Quantenkommunikation in bestehende Infrastrukturen integrieren lässt.

Forscher konnten über ein bestehendes Glasfaserkabel Quanteninformationen per Quantenteleportation übertragen. (Bild: Prem Kumar)
Forscher konnten über ein bestehendes Glasfaserkabel Quanteninformationen per Quantenteleportation übertragen.
(Bild: Prem Kumar)

Einen bedeutenden Fortschritt in der Quantenkommunikation haben Forscher der Northwestern University in Evanston, Illinois, erzielt. Ihnen ist es gelungen, Quanteninformation über bestehende Glasfasernetze zu übertragen, die auch für die klassische Datenübertragung genutzt werden. In einem Experiment schickten die Forscher ein Paar verschränkter Photonen über eine 30 km lange Glasfaserleitung, die parallel mit einem klassischen Signal von 400 GBit/s betrieben wurde.

Die verschränkten Zustände ermöglichen einen Prozess mit der Bezeichnung Quantenteleportation. Hier wird der Quantenzustand eines Teilchens auf ein entferntes Teilchen übertragen. Bei der Quantenteleportation wird nur der Quantenzustand eines Teilchens übertragen, nicht das Teilchen selbst. Es findet kein Transport von Materie statt. Somit lassen sich Quanteninformationen über große Entfernungen übertragen.

Integriert man Quantensignale in einer Glasfaserleitung zusammen mit klassischen Signalen, so muss man technisch einiges berücksichtigen. Die empfindlichen Quantenzustände werden durch thermisches Rauschen und andere Faktoren gestört. Durch die Wahl einer speziellen Wellenlänge von 1.290 nm und den Einsatz von Filtern konnten Störungen durch den klassischen Datenverkehr minimiert werden.

Kommunikationsnetzwerke mit Quanten

Trotz der technisch anspruchsvollen Übertragung konnte das Forscherteam erfolgreich die Koexistenz beider Signaltypen demonstrieren. Damit haben sie einen bedeutenden Schritt in Richtung großflächiger Quantenkommunikationsnetzwerke getan. Die Forschung legt den Grundstein für die künftige Entwicklung eines sogenannten Quanten-Internets. Es ermöglicht Quantencomputer über große Entfernungen zu vernetzen und so die Skalierbarkeit und Leistungsfähigkeit von erhöhen. Außerdem könnte Quantenteleportation in Zukunft eine hochsichere Datenübertragung ermöglichen, da keine physische Übertragung der Daten erfolgt.

Die Forscher planen, die Technologie auf größere Distanzen zu testen und unter realen Bedingungen weiterzuentwickeln. Langfristig könnten verschränkte Netzwerke für verteilte Quantenanwendungen entstehen. Für Elektronikentwickler und Ingenieure bedeutet dies, dass zukünftige Kommunikationssysteme sowohl klassische als auch Quanteninformationen über dieselbe Infrastruktur übertragen könnten. Dies erfordert jedoch die Entwicklung neuer Technologien und Protokolle, um die Integrität der Quanteninformation zu gewährleisten und Störungen durch klassische Signale zu minimieren. Fortschritte in der Detektionstechnologie, insbesondere die Verbesserung der Empfindlichkeit von Photodetektoren, spielen dabei eine entscheidende Rolle. (heh)

(ID:50291335)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte