Wissenschaftlern ist es kürzlich gelungen, kohärente Quantenbotschaften über eine Strecke von 254 Kilometern über kommerzielle Glasfaserkabel zu übertragen. Das ist ein neuer Weltrekord in der Quantenkommunikation. Die Forscher verwendeten hierfür keine kryogenen Systeme, sondern eine bestehende Telekommunikationsinfrastruktur in Deutschland. Bist du neugierig, wie dieses Projekt aufgebaut ist? In diesem Artikel erzählen wir dir alles darüber!
Ein neuer Geschwindigkeitsrekord für Glasfaserkabel
Ein Team von Wissenschaftlern in Deutschland hat erfolgreich Quanten-Nachrichten über 254 Kilometer herkömmlicher Glasfaserkabel übertragen. Diese Kabel verbinden die deutschen Orte Frankfurt, Kehl und Kirchfeld miteinander. Dies ist das erste Mal, dass dies ohne den Einsatz kostspieliger kryogener Kühlsysteme gelang. Das System, das die Forscher hierfür nutzten, wurde von Toshiba Europe entwickelt. Dieses System übertrug während der Tests quantencodierte Nachrichten mit einer Geschwindigkeit von 110 Bit pro Sekunde. Ist das schnell? Ja, das ist sogar eine Rekordgeschwindigkeit für die Quantentechnologie.
Wie funktioniert dieses revolutionäre System?
Aber wie funktioniert dieses neu entwickelte System nun genau? Toshiba stützte sich dabei auf eine Technik, die wir als „Twin Field Quantum Key Distribution“ bezeichnen. Bei dieser Technik senden zwei Parteien Lichtimpulse an einen Zwischenpunkt, der die Interferenz zwischen den beiden Signalen misst. Diese Methode verdoppelt die sichere Übertragungsreichweite auf effektive Weise, ohne dass ein physischer Schutz des zentralen Knotenpunkts erforderlich ist. Dies erleichtert den Ausbau städtischer Quantennetzwerke erheblich!
Große Entfernungen
Das größte Hindernis für die Quantenkommunikation ist die Aufrechterhaltung der Kohärenz von Quantenzuständen über große Entfernungen. Das ist ziemlich schwierig, denn es ist vergleichbar damit, jemandem während eines heftigen Gewitters ein Geheimnis zuzuflüstern. Dennoch ist es diesen deutschen Wissenschaftlern gelungen. Dank innovativer Phasenstabilisierungstechniken gelang es ihnen, die Kohärenz über Hunderte von Kilometern Glasfaserkabel aufrechtzuerhalten. Ein erfolgreicher Beweis für das von den Wissenschaftlern entwickelte Konzept also. Damit ebnen sie den Weg für ein unzerbrechliches „Quanten-Internet“. Das bedeutet nämlich, dass Quantenkommunikation über die Glasfaserkabel integriert werden kann, die bereits in all unseren Städten verlegt sind. Es sind also keine völlig neuen Netzwerke erforderlich, man kann einfach die bestehende Infrastruktur nutzen. So könnte diese Technik weltweit viel schneller zum Einsatz kommen.