• vom 29.09.2017, 17:08 Uhr

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Update: 29.09.2017, 18:42 Uhr

Quantenphysik

"Seidenstraße" der Datensicherheit




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Von Eva Stanzl

  • Physiker hielten das erste Video-Telefonat ab, das dank Quantenphysik abhörsicher über zwei Kontinente übertragen wurde.

Und sie sahen sich und einander live auf Video: (v. li.) Chinas Botschafter Xiaoxi Li, Uni Wien-Rektor Heinz Engl, ÖAW-Chef Anton Zeilinger und Quantenphysiker Robert Ursin. - © apa/Hans Punz

Und sie sahen sich und einander live auf Video: (v. li.) Chinas Botschafter Xiaoxi Li, Uni Wien-Rektor Heinz Engl, ÖAW-Chef Anton Zeilinger und Quantenphysiker Robert Ursin. © apa/Hans Punz

Wien. Das Publikum tummelt und drängt sich. Fachleute und Laien, Forscher, Beamte und Journalisten haben sich am Freitagmorgen im Bibliothekssaal der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) zum Live-Experiment eingefunden. Experten wollen das erste Video-Telefonat abhalten, die durch Quantenphysik verschlüsselt und besonders abhörsicher ist. Über zwei Kontinente hinweg wollen sie konferieren.

Vorne im Saal zwei Leinwände: Auf der rechten sind ÖAW-Präsident Anton Zeilinger und Universität-Wien-Rektor Heinz Engl zu sehen. Auf der Linken der Präsident der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Chunli Bai, mit seiner Expertenrunde. In britisch klingendem Englisch wenden sich die Forscher auf seinem Podium im Pekinger Kontrollzentrum für Quanten-Kommunikation an Wien. Ein Nebengeräusch, das an das Stakkato eines Morsegeräts erinnert, stört die Akustik. Ansonsten wirkt alles wie eine normale Videokonferenz. Somit ist das Experiment geglückt.


Von höherer Datensicherheit bis zum besseren Internet: Die Erforschung der Welt der Quanten verspricht neue technische Möglichkeiten. China und Wien arbeiten gemeinsam an Methoden der Quantenkryptografie, die der Welt das abhörsichere Quanten-Internet bringen soll. Möglich macht es die Physik. Anders als herkömmliche Verschlüsselungsmethoden nehmen die winzigen Quanten nicht nur zwei, sondern mehrere Zustände gleichzeitig an. Das VideoTelefonat im Experiment sei daher "um eine Million Mal besser verschlüsselt als andere", betonte Zeilinger. Für Wirtschaftsunternehmen, Politiker und Diplomaten ist das in Zeiten der Daten-Spionage zweifelsohne relevant.

"Die Quantenkryptographie hat globale Distanzen erreicht", betonte Robert Ursin vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) der ÖAW. Und wie wird‘s gemacht? "Die erste Stufe ist die Erstellung eines Quantenschlüssels. Die zweite, Nachrichten damit zu verschlüsseln, und die dritte, sie wieder zu entschlüsseln", erläutert Ursin.

Die hier verwendete Methode der Quantenkryptografie geht von einem Sender aus. In diesem Fall ist das der nach dem chinesischen Denker benannte Satellit "Micius". Er kreist 600 Kilometer über der Erde. Wie einen Laserstrahl sendet der Satellit Lichtteilchen aus, deren Schwingungsrichtung (oder: Polarisation) ständig zufällig geändert wird. Zufällig ist auch die Messung auf den Bodenstationen in China und Österreich. Schwingungsrichtung und Messung kennzeichnen den Schlüssel. Nur Sender und Empfänger halten ihn in den Händen. Sie sind die Einzigen, die die an sich ganz konventionell über Glasfaserkabel übertragenen bewegten Bilder sehen können. Alle anderen Personen sehen ein Flimmern auf dem Bildschirm.

Für Zeilinger ist dies "ein erstes Quanteninternet". Er habe lange versucht, eine derartige Initiative in Europa zu starten. Gescheitert sei dies "an der Art und Weise, wie im EU-Wissenschaftssystem Entscheidungen getroffen werden", wie er betont. Umso erfreuter sei er gewesen, als ihn im Jahr 2013 ein ehemaliger Schüler angerufen habe. Jian-Wei Pan, Leiter des "Quantum Experiment at Space Scale" in Peking, wollte einen Satelliten für Quanten-Kommunikation ins All bringen und lud Zeilinger ein, mitzumachen. "Er sagte: Das Budget liegt bei 100 Millionen Dollar, aber das ist nicht das oberste Limit", bringt der ÖAW-Chef Chinas Entschlossenheit auf den Punkt. Die Videokonferenz ist das bisher aufwendigste Experiment in der Quantenkryptografie.

Robert Ursin rechnet damit, "dass es auf der Basis dieser Technologie in fünf bis sechs Jahren ein kommerziell nutzbares Quanten-Internet geben wird. Allerdings brauchen Sie dazu teure Geräte am Dach. Das hat nur Sinn, wenn bei Spionage großer wirtschaftlicher Schaden droht. Bücher bei Amazon brauchen Sie nicht im Quanten-Internet bestellen."

Zeilinger sieht "eine neue Seidenstraße für das Internet". Im Mittelpunkt weiterer Forschungsarbeiten steht das Phänomen der Verschränkung, das Albert Einstein als "spukhafte Fernwirkung" bezeichnete. Dabei bleiben zwei Teilchen, etwa Photonen, über beliebige Distanzen verbunden. Was immer man mit einem Teilchen macht, beeinflusst augenblicklich auch den Zustand des anderen Teilchens. Somit verändert sich der Schlüssel ständig selbst. Um damit Informationen weltweit zu übertragen, "bräuchte man aber nicht nur einen Satelliten, sondern ein erdumspannendes Satellitennetz", gibt IQOQI--Forscher Thomas Scheidl einen Ausblick.




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Dokument erstellt am 2017-09-29 17:12:05
Letzte nderung am 2017-09-29 18:42:04



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