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Chinas Satelliten-Pläne: Auf dem Weg zum Quanten-Internet

Schon in 13 Jahren sollen Quanten-Satelliten global Daten abhörsicher austauschen, verkünden chinesische Forscher. Noch ist aber nicht ganz klar, wozu.
Symbolbild Satellitennetzwerk

Chinas Quanten-Satellit Micius ist der Vorbote einer neuen Ära: Statt Radiowellen werden quantenverschränkte Infrarot-Photonen Daten von Ort zu Ort tragen – garantiert abhörsicher dank den Gesetzen der Quantenphysik. Einen Meilenstein auf dem Weg zu diesem Ziel hat das chinesische Team um Jian-Wei Pan von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Schanghai Anfang August in "Nature" vermeldet: Demnach bewältigte Micius den wichtigsten Schritt der Quantenkryptografie, den Quanten-Schlüsselaustausch, mit Bravour. Nicht nur tauschten die Parteien den Quantenkode über Distanzen bis zu 1200 Kilometern aus, das Verfahren ist nach Angaben der Forscher bis zu hundert Trillionen Mal effizienter als per Glasfaser.

Bis 2030, so die chinesischen Forscher, soll auf Basis dieser Experimente ein Quanten-Satellitennetz entstehen – mit ihm könnte man die Kommunikation zwischen zwei Parteien abhörsicher machen. Das allgemeine Interesse an der Satelliten-Quantenkommunikation rührt daher, dass die verschränkten Krypto-Schlüssel in irdischen Glasfasern unter realistischen Bedingungen kaum mehr als 100 Kilometer weit reisen. Dann müssen Verstärker zwischengeschaltet werden – doch die vorhandenen Verstärker sind meist technisch aufwändig oder ineffizient.

Das Rennen ums Quantennetz

Quanten-Satelliten dagegen senden durchs Vakuum, die Verluste seien selbst über mehr als 1000 Kilometer hinweg vernachlässigbar, schreibt das chinesische Team. Sicher sind die so übertragenen Schlüssel ohnehin, egal wer die Technik bereitstellt: Wenn der übertragene Schlüssel abgefangen wird, geht dadurch die Verschränkung zwischen den Photonen kaputt, was Sender und Empfänger mitbekommen – anders als bei einer klassischen Funknachricht. Diese Kombination von Vorteilen macht die weltraumbasierte Quantenkryptografie so attraktiv, und das trotz des enormen Aufwands, der nötig ist, um die empfindliche Quantenoptik heil in den Orbit zu bringen. Allerdings ist noch nicht ganz klar, was ein globales Quanten-Internet überhaupt bringen soll: Selbst Fans des Konzepts gestehen unumwunden ein, dass für gängige Anwendungen die klassische Kommunikation auch in Zukunft die bessere Wahl ist.

Außerdem fehlt es bisher an Geräten, die sich mit einem Quanten-Netzwerk verbinden können – und das wird sich auch noch eine ganze Weile nicht nennenswert ändern. Dass sich tatsächlich Millionen PCs über Quanten-Schnittstellen mit dem Quanten-Internet verbinden, erleben möglicherweise eher spätere Generationen, zitierte "Wired" jüngst den Quantencomputer-Fachmann Thomas Jennewein. Bis dahin ist das Quanten-Internet eher für die Grundlagenforschung interessant, so Fachleute.

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