Quantenkommunikation – Schlüsseltechnologie für sichere Netzwerke
Quantenkommunikation steht im Zentrum der vernetzten Welt von morgen. Sie ermöglicht abhörsichere Datenübertragung, verbindet Quantencomputer zu leistungsfähigen Systemen und schafft die Grundlage für das Quanteninternet. Erleben Sie auf der World of Quantum 2025, wie aktuelle Ansätze den Weg in eine neue Ära der IT-Sicherheit ebnen.
Quantenkommunikation: Sicherheit und Vernetzung für die Quantenwelt
Quantenkommunikation oder Quantum Communication kann den abhörsicheren Austausch von Informationen und Daten gewährleisten. Denn Datenpakete lassen sich in Quantennetzwerken mithilfe verschränkter Photonenpaare sichern. Jeder unbefugte Versuch sie zu öffnen, würde den Verschränkungszustand beenden und dadurch sofort auffallen.
Quantum Network – Vernetzte Quanteninfrastrukturen
Neben der Sicherheit kommt Quantennetzwerken eine weitere zentrale Funktion zu. Sie können sehr leistungsfähige, sichere Verbindungen zwischen Quantencomputern und zwischen Quantensensoren schaffen. Das wäre der Schlüssel zum Distributed Quantum Computing. Dabei werden mehrere Quantencomputer zu einem System, einem Quantennetzwerk mit skalierter Kapazität und Performance verschaltet.
Quantenkommunikation für Industrie & Wissenschaft
Auch für Remote-Zugriffe auf anfangs nur begrenzt verfügbare Quantencomputer sind sichere Quantennetzwerke unverzichtbar. Denn so können sich industrielle und wissenschaftliche Anwender von Beginn an mit den Möglichkeiten des Quantencomputings vertraut machen oder die Vorteile dezentraler Quantensensornetzwerke nutzen.
World of Quantum 2025 – Treffpunkt für Quantum Communication
Werden Sie Teil einer dynamischen internationalen Community, die sich schon zum dritten Mal auf der World of Quantum in München trifft. Analog zur Quanten-Verschränkung sind die Technologiefelder Quantencomputing, Quantensensorik und Kommunikation untrennbar: Sie entwickeln sich synchron weiter, basieren auf denselben quantenmechanischen Prinzipien, nutzen vergleichbare, überwiegend photonische Building-Blocks und sie sind gleichermaßen relevant für den Markterfolg der Quantentechnologie.
Auf der World of Quantum 2025 treffen Sie führende Lösungsanbieter, kluge Köpfe aus der Forschung und interessierte Anwender aus vielen Branchen, darunter:
- Automotive
- Luft- und Raumfahrt
- Medizin und Diagnostik
- Sensor- und Messtechnik
- Informations- und Kommunikationstechnik
- Maschinen- und Anlagenbau
- Automatisierungstechnik
- Chemie und Pharma
Treiben Sie im integrativen Miteinander von Lösungsanbietern, Wissenschaft und praktischer Anwendung den Fortschritt von Quantenkommunikation voran.
Quantennetzwerke: Strategisch entscheidend für die Quantenkommunikation
Quantennetzwerke erfüllen viele Aufgaben – sie:
- machen Kommunikation abhörsicher,
- ermöglichen externen Nutzerinnen und Nutzern Remote-Zugriff auf Quantenrechner,
- verbinden Quantencomputer verschiedener Bauarten zu Quantensystemen, oder
- sie schaffen Verbindung zu dezentralen Quantensensoren.
Mit diesen Funktionen sind Quantennetzwerke strategisch entscheidend für den Erfolg, die schnelle Marktdurchdringung und die Akzeptanz der Quantentechnologien. Anders als herkömmliche Computer werden Quantenrechner auf absehbare Zeit eine begrenzte Ressource, nicht allen Unternehmen, Forschungszentren und Haushalten verfügbar bleiben. Denn ihr Betrieb setzt spezifische Infrastruktur voraus – von der Kryokühlung auf Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt bis zur sicheren Abschirmung gegen Umwelteinflüsse.
Grenzen der Quantenkommunikation
Um vielen Anwendern sicheren Zugriff auf Quantencomputer zu ermöglichen, wird es zunächst Metropolitan Scale Quantum Networks geben. Ihre nur regionale Reichweite hat einen praktischen Grund: Es gibt bisher keine Repeater, mit denen sich übertragene Quantensignale verstärken lassen. Dem steht das No-Cloning-Theorem, wonach keine Kopie von einem unbekannten Quantenzustand möglich ist, entgegen.
Meilensteine der Quantenkommunikation
Solche technologischen Lücken setzen der Quantenkommunikation bislang Grenzen. Doch die Quanten-Community hat mehr als einmal bewiesen, dass sie aus Grenzen schnell überwindbare Hürden machen kann. So galt beispielsweise die rauscharme Konvertierung von verschränkten Quanten in Telekom-übliche Frequenzen sowie ihre Übertragung über herkömmliche Glasfasern lange als kaum lösbare Herausforderung. Auf der World of Quantum 2025 werden entsprechende Lösungen zu sehen sein.
Aktuelle Testfelder der Quantenkommunikation
Um die Hardware und Software für die Quantenkommunikation praktisch erproben zu können, entstehen aktuell vielerorts Forschungsinfrastrukturen:
- Dark Fiber Networks,
- Knotenpunkte für ein Quanteninternet der Zukunft oder
- Satelliten mit entsprechenden Photonenquellen, die sichere Quantenschlüssel erzeugen und zu den Anwendern auf der Erde übertragen.
Quantenkryptographie als sicherheitsrelevanter Faktor für zahlreiche Branchen
Quantenkryptographie ist eine Schlüsseltechnologie. Denn es ist absehbar, dass sich heutige Verschlüsselungsverfahren mit Quantencomputern werden aushebeln lassen. Um weiterhin Datensicherheit gewährleisten und kritische Infrastrukturen schützen zu können, brauchen Regierungsorganisationen, Finanzbranche, Energiewirtschaft oder der Telekommunikationssektor quantensichere Lösungen. Dafür gibt es mit der Post-Quanten-Kryptografie ein eigenes Forschungsfeld. Hier geht es um quantensichere Verschlüsselung mit hochkomplizierten mathematischen Funktionen, die auch mithilfe eines Quantencomputers nicht zu brechen sein werden.
Ansätze für quantensichere Datenübertragung gibt es bereits. Darunter so genannte Quantenzufallszahlengeneratoren (Quantum Random Number Generation – QRNG). Diese nutzen anstelle algorithmischer Prozesse die inhärente Unvorhersehbarkeit des Verhaltens von Quanten, um völlig unvorhersehbare Zufallszahlen für kryptografische Schlüssel zu generieren. Ein weiterer Ansatz ist die Quantum Key Distribution (QKD), auf Basis von Einzelphotonenquellen und -detektoren. Beide Verfahren gelten in der Branche als Brückentechnologie zur Post-Quanten-Cryptography (PQC) und zu einem verschränkungsbasierten Quanteninternet der Zukunft.
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FAQ – Das Wichtigste zur Forschung für Quantenkommunikation
Quantenkommunikation ist eine neue Art der Datenübertragung. Sie nutzt physikalische Effekte aus der Quantenwelt – insbesondere die sogenannte Verschränkung von Photonen – um Informationen sicher und abhörsicher zu übertragen.
In der Quantenkommunikation ändert jeder Versuch, eine übertragene Quanteninformation abzufangen, den Zustand der Daten sofort und nachweisbar. Dadurch sind Manipulationsversuche unmittelbar erkennbar – ein großer Vorteil gegenüber klassischer Verschlüsselung.
Quantennetzwerke verbinden Quantencomputer, Sensoren und Kommunikationsgeräte mithilfe von Quantenverbindungen. Sie ermöglichen sichere Übertragung, gemeinsame Rechenleistung und den Aufbau eines zukünftigen Quanteninternets.
Die Anwendungen für Quantenkommunikation sind zahlreich:
- für sichere Kommunikation in Behörden, Banken und kritischen Infrastrukturen
- für den Fernzugriff auf Quantencomputer
- zur Verknüpfung von Quantensensoren und verteilten Rechnern
- als Basis für neue Anwendungen wie das Distributed Quantum Computing
Teilweise ja: Erste Pilotprojekte und Testnetze laufen, zum Beispiel in Europa und Asien. Technologien wie Quantum Key Distribution (QKD) werden bereits in der Praxis erprobt – besonders in sicherheitsrelevanten Bereichen.
Auf der World of Quantum 2025 erwarten Sie für den Bereich Quantenkommunikation:
- Live-Demos von Quantennetzwerken
- Gespräche mit führenden Anbietern und Forschungsteams
- Technologietrends aus Bereichen wie QKD (Quantum Key Distribution), QRNG (Quantum Random Number Generation) und Photonik
- Anwendungen für Ihre Branche – ob IT, Energie, Logistik oder Sicherheit
Nein, Quantenkommunikation ist nicht schneller als Licht – sie unterliegt wie jede Informationsübertragung der Lichtgeschwindigkeit als physikalischer Grenze. Zwar können verschränkte Teilchen über große Entfernungen instantan miteinander korrelieren, aber diese Verschränkung kann nicht zur Übertragung klassischer Informationen mit Überlichtgeschwindigkeit genutzt werden. Der scheinbar „schnelle“ Effekt der Verschränkung bedeutet also nicht, dass Daten tatsächlich schneller als mit Lichtgeschwindigkeit übertragen werden können.