QuTech-Forscher präsentieren Roadmap für Quanten-Internet

30. Oktober 2018, 16:27 Uhr
QuTech-Forscher präsentieren Roadmap für Quanten-Internet
QuTech-Forscher präsentieren Roadmap für Quanten-Internet
Es ist wahrscheinlich die erste Quantentechnologie, die Realität werden wird: das Quanteninternet. Forscher von QuTech in Delft (NL) haben in Science eine detaillierte Roadmap für die Entwicklung dieses Quanteninternets veröffentlicht. Sie beschreiben sechs Phasen, beginnend mit einfachen Netzwerken von Quantenbits, die bereits eine Form der inhärent sicheren Quantenkommunikation ermöglichen. Im letzten Stadium gibt es Netzwerke von Quantencomputern, die durch die Quantentechnologie miteinander verbunden sind.

Kommunikationstechnologie

Ein Quanteninternet könnte eine Revolution in der Kommunikationstechnologie bedeuten, da spezielle Quantenphänomene wie Verschränkungen genutzt werden. Weltweit arbeiten Forscher an einer Technologie, mit der sie Quantenbits zwischen zwei Punkten auf der Erde austauschen können. Solche Quantenbits können die Werte '1' und '0' wie klassische Bits haben, aber auch beides gleichzeitig. Und sie können "verschränkt" werden: Ihre Zustände sind dann miteinander verbunden, so dass eine Messung des einen der beiden sich sofort auf den anderen auswirkt.

Koordination

Ein Quantennetz hat daher einzigartige Eigenschaften, die für das klassische Internet immer unerreichbar sein werden. Erstens können die verschränkten Aktivitäten an zwei entlegenen Orten sehr genau koordiniert werden. Dadurch können Uhren sehr genau synchronisiert und Beobachtungen virtuell verbunden werden, so dass Astronomen viel schärfere Bilder erhalten. Das zweite Merkmal ist, dass Quantenverbindungen inhärent gesichert sind. Wenn zwei Qubits vollständig miteinander verschränkt sind, ist es grundsätzlich unmöglich, diese Verbindung abzuhören. Dies macht die Verschränkung ideal für Anwendungen, die Sicherheit und Datenschutz erfordern.

Vorbereiten und Messen

In der ersten Stufe eines eigentlichen Quantennetzwerks, einem „prepare and measure network” ist es möglich, Qubits zwischen zwei beliebigen Punkten im Netzwerk zu versenden. Dies ist schon ausreichend, um verschiedene kryptografische Anwendungen zu unterstützen. Die weitestreichende Stufe ist die Quantenverbindung von voll funktionsfähigen Quantencomputern.
Es wird erwartet, dass in den kommenden Jahren die ersten Quantennetzwerke für den Versand von End-to-End-Qubits realisiert werden – ein erster Schritt auf dem Weg zu großen Quantennetzwerken.
 
Quelle: TU Delft
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