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Telepolis

Quantenkryptographie mittels Teleskop

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Einem internationalen Forscherteam unter Führung von Harald Weinfurter von der Ludwig-Maximilians-Universität in München und Anton Zeilinger von der Universität Wien gelang in einem Experiment die quantenmechanische Verschränkung über eine Distanz von 144 Kilometern. Gegenüber den bisher bewältigten Entfernungen bedeutet das eine Verzehnfachung. Damit dürfte die Quantenkryptographie das Feld der Grundlagenphysik verlassen und in greifbare Nähe praktischer Anwendungen für den technischen Datenschutz rücken. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Nature Physics.

In der einfachsten Form der Quantenkryptographie werden Photonen (Lichtquanten) waagerecht oder senkrecht polarisiert, miteinander "verschränkt" und verschickt, wodurch eine Übertragung von Binärcode möglich wird. In dem jetzt veröffentlichten Experiment erzeugten die Wissenschaftler am 2.400 Meter hoch gelegenen Roque de los Muchachos Observatorium auf der Insel La Palma verschränkte Photonenpaare. Durch ein Teleskop schickten sie jeweils eines der Lichtquanten zu einem ESA-Teleskop auf der Insel Teneriffa. Die Ergebnisse stimmten nicht immer überein, aber mit so hoher Wahrscheinlichkeit, dass die Wissenschaftler einen geheimen Schlüssel übertragen konnten. Allerdings mussten sie dazu eine neue und aufwendigere Kodierung zu Hilfe nehmen. Eigentlich sollte die quantenmechanische Eigenschaft der Verschränkung von Photonen unabhängig von der Entfernung funktionieren – das gilt aber nur im Vakuum. In der Atmosphäre kommt es zu Wechselwirkungen mit Atomen und Molekülen. Zudem werden die Photonen durch Luftunruhen abgelenkt – ein Phänomen, das man von der flirrenden Sommerhitze her kennt. Läuft die Quantenkryptographie über Strecken mit dünner oder gar keiner Atmosphäre, sind diese Störeffekte weitaus geringer.

Die jetzt überwundene Entfernung lässt den Schluss zu, dass Quantenkryptographie über Satelliten mit der jetzt vorhandenen Technologie möglich ist. Die Europäische Raumfahrtagentur ESA denkt deshalb bereits über ein Quantenkommunikationsmodul nach, das auf der Internationalen Raumstation ISS installiert werden könnte. Getrübt wird die Freude über den Durchbruch bei der Einsetzbarkeit aber dadurch, dass vor etwa einem Monat auch die praktische Durchführbarkeit von Abhörmöglichkeiten bewiesen wurde. Anton Zeilinger sieht das allerdings anders. (pem/telepolis) / (fr)

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