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Cybersicherheit Quantenkommunikation soll für jedermann bezahlbar werden

| Redakteur: Katharina Bormann

Durch Quantenkommunikation bleiben Abhörversuche bei der Datenübertragung nicht mehr unentdeckt. Am Fraunhofer-Heinrich-Hertz-Institut (HHI) entwickeln Forscher neuartige optische Integrationslösungen, die solche Schutz-Techniken zukünftig für jeden erschwinglich machen sollen.

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Schematische Darstellung der Uniqorn-Projektidee.
Schematische Darstellung der Uniqorn-Projektidee.
(Bild: Fraunhofer-HHI)

Die am Fraunhofer-HHI entwickelte hybride photonische Integrationsplattform Polyboard ermöglicht die flexible und effiziente Kombination unterschiedlicher optischer Funktionalitäten auf einem einzelnen Chip. Im Rahmen der Initiative „Quantum Flagship“ der Europäischen Union soll diese Toolbox in den kommenden Jahren für die speziellen Anforderungen neuartiger Quantentechnologien weiterentwickelt werden. Das Projekt „Uniqorn – Affordable Quantum Communication for Everyone: Revolutionizing the Quantum Ecosystem from Fabrication to Application” möchte mithilfe photonischer Integration Quantentechnologien miniaturisieren und für Anwender als System-on-Chip-Lösung nutzbar machen.

Entwicklung integrierter System-on-Chip-Lösungen

Im Projekt sollen die Schlüsselkomponenten für die Quantenkommunikationssysteme der Zukunft entwickelt werden, welche etwa zur Generierung von echten Zufallszahlen und für eine sichere Schlüsselverteilung eingesetzt werden. Dazu zählen zum Beispiel auch spezialisierte quantenoptische Quellen und Detektortechnologien. Ein wichtiger Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt dabei auf den integrierten System-on-Chip-Lösungen. Diese sollen die Grundlage für hochminiaturisierte Systeme bilden, die quantenmechanische Eigenschaften – wie beispielsweise Verschränkungen und gequetschtes Licht – ausschöpfen können, heißt es vom HHI.

Polyboard-Technologie als Schlüssel für die Zukunft

Die Polyboard-Technologie der mikrooptischen Bank erlaubt es, große optische Komponenten wie Kristalle zur Erzeugung verschränkter Photonen mit integriert-optischen Komponenten und Funktionalitäten auf einem Polyboard-Chip zu kombinieren. Diese Technologie ist der Kern der angestrebten Integrationslösung.

So soll es zukünftig möglich sein, – ohne Kompromisse in der Leistungsfähigkeit der mikrooptischen Komponenten – bekannte Materialsysteme für die Quantentechnologie direkt mit photonisch-integrierten Schaltkreisen zu verknüpfen. Mit dieser Technologie wurden bisher miniaturisierte optische Bauelemente für Telekom- und Datacom-Anwendungen sowie mikrooptische Chips für die Analytik und Sensorik entwickelt.

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