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Interview: »Es steht viel auf dem Spiel«

Ein Internet der Zukunft, das sich die Gesetze der Quantenphysik zu Nutze macht, könnte die digitale Kommunikation sichern. Der Physiker Nicolas Gisin erklärt, was es damit auf sich hat, und erläutert die jüngsten Fortschritte.
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Herr Gisin, was ist das Quanteninternet?

Dafür muss man zunächst das heutige Internet verstehen, das in den letzten Jahrzehnten explosionsartig angewachsen ist. Es wird geschätzt, dass im Januar 2021 fast 60 Prozent der Weltbevölkerung, das heißt etwa 4,6 Milliarden Menschen, Zugang dazu hatten. Es ist inzwischen ein fester Bestandteil unseres Lebens. Wir nutzen es jeden Tag, um verschiedene Arten von Daten, Texten, Bildern und Videos auszutauschen. Aus technischer Sicht handelt es sich um ein dezentralisiertes Netzwerk, das auf Knotenpunkten aufgebaut ist, die über den gesamten Globus verteilt und durch Glasfaserkabel miteinander verbunden sind. Die Informationseinheiten werden durch Lichtimpulse übertragen, die aus je etwa einer Million Photonen bestehen. Je nachdem, ob ein Signal empfangen wird oder nicht, nimmt die Informationseinheit, das Bit, den Wert eins oder null an.

Dieses Netzwerk funktioniert sehr gut. Aus konzeptio­neller Sicht stellt sich jedoch die Frage, wie weit sich die Lichtintensität reduzieren lässt. Die äußerste Grenze liegt darin, nur ein einziges Photon pro Impuls zu haben. Bei einer solchen Größenordnung gelten die Regeln der klassischen Physik nicht mehr, und man tritt in die faszinierende Welt der Quantenphysik ein …

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  • Quellen

Gisin, N.: Der unbegreifliche Zufall: Nichtlokalität, Teleporta­tion und weitere Seltsamkeiten der Quantenphysik. Springer Spektrum, 2014

Kimble, H. J.: The quantum internet. Nature 453, 2008

Wehner, S. et al.: Quantum internet: a vision for the road ahead. Science 362, 2018

Yin, J. et al.: Entanglement-based secure quantum crypto­graphy over 1,120 kilometres. Nature 582, 2020