Die Europäische Kommission hat das "Quanteninternet" als strategischen Bereich für Investitionen ausgewählt, um ein globales Quanteninternet made in Europe aufzubauen. Die Quanteninternet-Allianz (QIA) will in den nächsten sieben Jahren ein vollwertiges Prototypennetz entwickeln, das weit entfernte Städte verbindet. QIA wird auf diese Weise ein innovatives europäisches Quanteninternet-Ökosystem schaffen, das in der Lage ist, die weltweit führenden Entwicklungen in Europa zu nutzen und in innovative technische Lösungen umzusetzen. Das Prototyp-Netz wird in der Lage sein, Nutzer in zwei Großstädten zu verbinden, die Hunderte von Kilometern voneinander entfernt sind. Die erste Phase des Programms hat eine Laufzeit von 3,5 Jahren ab Oktober 2022 und verfügt über ein Gesamtbudget von 24 Millionen Euro.
Menschen zusammenbringen
Die Quanteninternet-Allianz bringt Industrie und Hochschulen aus verschiedenen Disziplinen zusammen, von der Informatik bis zur Experimentalphysik. "Wir glauben, dass es eine Teamleistung ist, ein Quanteninternet aufzubauen und die Vorteile einer solchen Technologie in die Gesellschaft zu bringen", sagt Tracy Northup von der Universität Innsbruck, QIA Executive Team. "Wir wollen die Aktivitäten von QIA auf alle EU-Mitgliedsstaaten ausweiten und laden schon jetzt Studierende, Ingenieure und Unternehmer ein, an unserem Praktikumsprogramm teilzunehmen, um uns bei unserer Mission zum Aufbau eines globalen Quanteninternets zu unterstützen."
Die Europäische Quanteninternet-Allianz wurde 2017 von den europäischen Vorreitern auf diesem Gebiet, QuTech, ICFO, der Universität Innsbruck und dem Pariser Zentrum für Quanteninformatik, gegründet und ist ein etabliertes, weltweit führendes Team aus 40 Partnern, darunter akademische Einrichtungen, Telekommunikationsbetreiber, Systemintegratoren und Quantentech-Startups aus ganz Europa. Ihr gemeinsames Ziel ist es, alle Herausforderungen zu meistern, um den weltweit ersten Prototyp eines groß angelegten Quanten-Internets in Europa aufzubauen. In den vergangenen Jahren hat QIA die Grundlagen für die Verwirklichung eines solchen Prototyps geschaffen. Dazu gehören das erste Multiprozessor-Quantennetzwerk im Labor, der erste Quantensoftware- und Netzwerk-Stack und ein hochmodernes Quanten-Repeater-System, mit dem in Zukunft Quantenkommunikation über große Entfernungen möglich sein wird.
Game changer
"Die QIA befindet sich auf einer 'Mondmission' zum Aufbau eines Prototyps eines Quantennetzwerks, das das Potenzial hat, das erste seiner Art zu werden", sagt Stephanie Wehner (QuTech), Direktorin der Quantum Internet Alliance. "Dies ist ein immens anspruchsvolles Unterfangen, und ich freue mich, dass wir mit diesem Programm nun die Möglichkeit haben, den Traum vom Quanteninternet für alle zu verwirklichen."
Ziel ist der Aufbau von zwei großstädtischen Netzwerken mit Quantenprozessoren und photonischen Klienten, die über ein Langstrecken-Glasfaserbackbone mit Quanten-Repeatern verbunden sind. Dieses Netz wird vollständig programmierbar sein, so dass jede von der Hardware unterstützte Anwendung mit plattformunabhängiger Software realisiert werden kann. Photonische Klienten werden in Zukunft einen kostengünstigen Zugang zur Quanteninternet-Technologie ermöglichen. "Die Entwicklung der Fähigkeit, Großstadtnetze über Quanten-Repeater-basierte Langstreckenverbindungen miteinander zu verbinden, wird ein entscheidender Schritt sein", sagt Hugues de Riedmatten (ICFO), QIA Executive Team, "Es wird die Fähigkeit zur Vernetzung demonstrieren und den Weg für die industrielle Skalierung hin zu einem echten Quanteninternet ebnen, das viele weitere Großstadtnetze über Langstrecken-Backbones miteinander verbindet."
Technologie für die Menschen
"Unser Ziel ist es, ein Quanteninternet zu schaffen, das letztendlich für jeden zugänglich ist. Das Prototypennetzwerk bietet einen starken Fokus, um den Übergang von der Forschung zur Technik zu beschleunigen", sagt Stephan Ritter, Director Quantum Solutions bei TOPTICA Photonics, und im QIA Executive Team. "Wir arbeiten jetzt an der Einrichtung einer Quanten-Internet-Innovationsplattform in Europa, um den Weg für die Markteinführung der Technologie zu ebnen."
Die Quanteninternet-Technologie verspricht verschiedene Vorteile für verschiedene Sektoren, wie die Sicherheit des Telekommunikations- und Finanzsektors. In Phase 1 will die QIA mehrere Pilotanwendungsfälle identifizieren, die mit der Quanteninternet-Technologie im Frühstadium demonstriert werden können.
"Im Moment haben die Forscher viele mögliche Anwendungsprotokolle für ein Quanteninternet entwickelt. Wir arbeiten nun am nächsten Schritt, um dieses Potenzial der Quanteninternet-Technologie in konkrete, für die Industrie relevante Anwendungsfälle zu übersetzen", sagt Peter Hinrich (SURF), QIA Executive Team. "Wir wollen es jedem ermöglichen, das Potenzial dieser Technologie auszuloten und werden eine Reihe von öffentlichen Veranstaltungen wie Workshops zu Anwendungsfällen und Hackathons durchführen, die für die Öffentlichkeit zugänglich sind." Bisher hat QIA ein Softwareentwicklungskit zur Verfügung gestellt, mit dem jeder entdecken kann, wie man Quantennetzwerkanwendungen über den Quantum Network Explorer programmiert.
"Das Besondere an QIA ist, dass wir ein komplettes System entwickeln, das die Kluft zwischen Quantenhardware und High-Level-Software überbrückt. Wir bauen damit ein komplettes System auf, das von der Telekommunikationsindustrie integriert werden kann", sagt Wojciech Kozlowski (QuTech), QIA Executive Team.