Wien. Der Countdown läuft: Das quantenphysikalische Experiment "Quantum Experiments at Space Scale" (Quess) tritt in die entscheidende Phase. Nach mehrjährigen Vorbereitungsarbeiten soll nun Mitte dieses Jahres ein chinesischer Forschungssatellit mit einer österreichischen Quanten-Sendestation in den Weltraum starten. Die Station soll verschränkte Lichtteilchen aus dem erdnahen Weltraum zu Bodenstationen in Graz und Wien schicken. Das berichtete ein Forscherteam der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften am Dienstag.

Wenn die Kommunikation gelingt, wäre sie ein Meilenstein auf dem Weg zu Quantenkryptographie und Quanteninternet erreicht. Damit wäre die Menschheit dem abhörsicheren Datenverkehr einen entscheidenden Schritt näher.

Für die Forscher um den Wiener Quantenphysiker Anton Zeilinger und seinen chinesischen Kollegen Jian-Wei Pan handelt es sich auch um das nächste große Quantenexperiment zur Erforschung der "spukhaften" Fernwirkung von miteinander verschränkter Lichtteilchen. Quantenkommunikation, also der Austausch verschränkter Lichtteilchen, war zwischen zwei Punkten auf der Erdoberfläche bisher nur über begrenzte Strecken möglich - Zeilingers Rekord ist bisher 144 Kilometer.

Ganz privater Datenverkehr


Das weltweit erste orbital-planetare Quantennetzwerk, das mit dem Experiment Quess in Betrieb genommen werden soll, soll Klarheit schaffen, ob der Zustand der quantenphysikalischen Verschränkung von Photonen auch über Distanzen von mehr als 1000 Kilometern aufrecht bleibt.

Andererseits soll die Verschränkung mittels bestimmter Protokolle der Quantenkommunikation die Erzeugung und den Austausch kryptographischer Schlüssel erlauben - und somit ein Modell für vollständig abhörsichere Datenverbindungen über hohe Distanzen liefern.

Bei dem quantenphysikalischen Phänomen der Verschränkung bleiben zwei Lichtteilchen über theoretisch beliebige Distanzen miteinander verbunden. Misst man den Zustand eines der beiden Photonen, kennt man augenblicklich auch den Zustand des anderen. Würde sich ein Dritter in diesen Informationsfluss einschalten, würde sich der Zustand beider Photonen unwiderruflich verändern, wodurch die Information verloren ginge. Dadurch kann die Quantenkommunikation nicht abgehört werden.

"Das Projekt hat das Potenzial, neue Grundlagen zu etablieren", betont Zeilinger: "Wir sprechen nicht nur von einer neuen Dimension der Überprüfung fundamentaler quantenphysikalischer Erkenntnisse, sondern auch von einem entscheidenden Schritt in der Entwicklung des Quanteninternet."