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Quanten-Netz: Verschlüsselung aus dem All

Um quantenkryptografisch geschützte Nachrichten weiter als bisher verschicken zu können, sollen Satelliten die dafür nötigen verschränkten Photonen erzeugen.

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(Bild: MS Tech / Source: NASA)

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Wie lässt sich ein welt-umspannendes Quanten-Internet zum Versenden von absolut abhörsicheren Nachrichten aufbauen? Neue Ergebnisse von Sumeet Khatri und Kollegen von der Louisiana State University liefern eine vielversprechende Antwort. Ein Netzwerk von mindestens 400 quantenfähigen Satelliten soll kontinuierlich verschränkte Photonenpaare zu Basisstationen auf der Erde senden, schreibt Technology Review online in "Quanten-Internet aus dem Weltraum". Die Stationen wären dann miteinander verschränkt und könnten Nachrichten mit perfekter Verschlüsselung austauschen. Mithilfe des chinesischen Satelliten Micius wurde 2017 erstmals gezeigt, dass diese Photonenverteilung prinzipiell möglich ist.

Beim Modellieren der Satelliten-Konstellation stellte sich heraus, dass eine Reihe wichtiger Kompromisse zu berücksichtigen sind, schreiben die Forscher in ihrem Artikel, den sie auf der offen zugänglichen ArXiV-Plattform veröffentlicht haben. Beispielsweise können weniger Satelliten eine globale Abdeckung bieten, wenn sie in großer Höhe kreisen. Höhere Lagen führen jedoch zu größeren Photonenverlusten. Satelliten in niedrigeren Höhen können wiederum nur kurze Entfernungen zwischen Basisstationen zurücklegen, da beide denselben Satelliten zur gleichen Zeit sehen müssen. Angesichts dieser Einschränkungen schlagen Khatri und Co. vor, dass die 400 Satelliten in einer Höhe von etwa 3.000 Kilometern fliegen sollten. Eine weitere Einschränkung ist, dass die maximale Entfernung zwischen den Basisstationen auch mit dieser Methode noch auf etwa 7.500 Kilometer begrenzt wäre.

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(vsz)