Lichtteilchen sollen eine wichtige Rolle spielen beim neu entwickelten Verfahren zur Verteidigung vor Angreifern.

Bild: iStock; peepo

Quantengesichertes Q-LAN Neues Verfahren zur Quantenkryptographie

01.09.2022

Um Daten zu verschlüsseln und so vor einem ungewollten Fremdzugriff zu schützen, gibt es zahlreiche, meist mathematisch basierte Methoden, auf die die IT-Branche zurückgreifen kann. Wissenschaftler der Hochschule Emden/Leer arbeiten jetzt gemeinsam mit Forschenden der TU Berlin sowie den Universitäten Jena und Oldenburg an einem neuartigen Forschungsprojekt im Bereich der Quantenkryptographie.

Die Technologie der Quantenkryptographie unterscheidet sich von traditionellen Verschlüsselungssystemen, weil sie im Kern ihres Sicherheitsmodells auf überwiegend physikalischen, und weniger mathematischen Eigenschaften basiert. So nutzt sie unter anderem Lichtteilchen („Photonen“), um ein unknackbares Verschlüsselungssystem zu entwickeln.

Eine notwendige Voraussetzung für eine Anwendung der Quantenkryptographie, dem Quantenschlüsselaustausch, sind so genannte Einzelphotonenquellen. Bisherige, dafür genutzte Techniken basieren auf einzelnen Farbstoffmolekülen oder Quantenpunkten, die jedoch nur eine kurze Lebensdauer aufweisen. Vor kurzem wurden nun atomar dünne Halbleiter entdeckt, die eine längerlebige und vielversprechende Alternative zu den bisher verfügbaren Einzelphotonenquellen auf Quantenpunktbasis darstellen.

Diese neuen Quantenlichtquellen herzustellen und technisch zu realisieren ist eines der Ziele im Verbundprojekt „tubLAN Q.0“. Die wissenschaftlich-technischen Ergebnisse münden in dem übergeordneten Ziel des Forschungsverbundes: ein quantengesichertes Q-LAN mit einer Ende-zu-Ende Verschlüsselung. Das Teilvorhaben an der Hochschule Emden/Leer wird in Kooperation mit der Universität Oldenburg diese Einzelphotonenquellen für die Quantenkryptographie optimieren und in Kooperation mit der TU Berlin in ein Demonstratorexperiment einsetzen.

Das Verbundprojekt nimmt eine wissenschaftliche Vorreiterrolle ein: „Derzeit ist kein ähnlich weitreichendes Konzept im wissenschaftlichen Umfeld bekannt“, sagt Prof. Dr. Martin Silies, der das Projekt innerhalb des Fachbereichs Technik an der Hochschule in Emden betreut. Die anvisierten Projektergebnisse bieten zudem die Chance für eine wirtschaftliche Verwertung, wofür die Verbundpartner gemeinsam die Möglichkeit einer Ausgründung prüfen (anvisierter Zeitrahmen: drei bis fünf Jahre nach Projektabschluss).

Vor allem die von der Hochschule Emden/Leer vorgesehene Implementierung von ultradünnen, monolagigen 2D-Materialien als Quantenlichtquelle ist bisher noch von keinem Unternehmen kommerziell vertrieben worden und bietet wahrscheinlich wirtschaftliches Potenzial.

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