Das uns bekannte Internet arbeitet mit Verschlüsselung, die auf mathematischen Problemen basiert wie zum Beispiel der Faktorisierung großer Zahlen. Quantencomputer sind in der Lage, solche Probleme schnell zu lösen und stellen darum eine Bedrohung für diese Art der Verschlüsselung dar.

Das sogenannte Quanten-Internet nutzt eine andere Verschlüsselung, die eine zukunftssichere Lösung in Zeiten von Quantencomputern sein soll. Dazu werden die physikalischen Eigenschaften von Quanten genutzt, um Daten sicher zu übertragen.

Nachrichten, die über solche Verbindungen versendet werden, können nicht abgefangen oder kopiert werden, ohne die Information zu zerstören. Deutsche Forscher der Leibniz Universität Hannover, der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig und der Universität Stuttgart haben nun ein Experiment durchgeführt, das uns der effizienten Datenübertragung mit Quantenverbindungen über große Distanzen einen großen Schritt näher bringt.

Dabei haben sich die Universitäten in Hannover und Braunschweig mit einem rund 79 Kilometer langen Glasfaser-Kabel verbunden, das sie den „Niedersachsen-Quantum-Link” nennen, wie Sci Tech Daily berichtet.

Sie nutzen Quantenpunkte, um Einzelphotonen zu erzeugen. Diese werden vom Absender verschlüsselt, über das Glasfasernetz zum Empfänger geschickt und vor Ort wieder entschlüsselt.

Damit konnten die Forscher einen sicheren und stabilen Schlüsselaustausch über eine relativ lange Distanz demonstrieren. Die mittlere Fehlerquote lag bei gerade einmal 0,65 Prozent. Das System wäre sogar in der Lage, über Distanzen bis zu 144 Kilometer zu übertragen, meinen die Forscher. Damit übertrifft es bisherige Systeme, die auf schwachen kohärenten Pulsen basieren.

Fei Ding von der Leibniz Universität Hannover sagte: „Vor einigen Jahren war es nur ein Traum, Quantenpunkte in realen Kommunikationsszenarien einzusetzen. Heute haben wir gezeigt, dass diese Technologie ein enormes Potenzial für die Zukunft hat.“

Diese eine Verbindung ist nur ein erster Schritt in Richtung Quanten-Internet. Künftig sollen die Quantenpunkte optimiert werden, um eine noch stabilere und effizientere Übertragung zu gewährleisten.

Weiter soll die Technologie in größere Netzwerke integriert werden, um eine skalierbares Quanten-Internet zu schaffen. Mit dem Ausbau der Reichweite und weiteren Knotenpunkten könnte so eines Tages ein globales Quantennetzwerk entstehen.

Alle Ergebnisse des Experiments haben die Forscher in ihrem Forschungsbericht festgehalten, der im Journal Light: Science and Applications erschienen ist.