Öster­reich be­kommt ein Quan­ten-Inter­net

Österreich bekommt ein Quanten-Internet. Mit dem „Austrian Quantum Fiber Network“ (AQUnet) soll ein österreichweites Netz aus Glasfaser­leitungen aufgebaut werden, das für den Austausch von Quanten­information und Präzisions­messungen geeignet ist. Es wird Innsbruck mit den Quanten­forschungs­stätten in Wien verbinden. Die FFG fördert das Projekt mit 2,8 Mio. Euro.
Schnittstelle für ein Quanteninternet
Bild: Bausteine des neuen Quanteninternets werden auch in Innsbruck entwickelt. (Credit: IQOQI/Harald Ritsch)

Mit dem auf fünf Jahre ausgelegten Projekt sollen die Quantenphysik-Gruppen in Innsbruck und Wien auf neuartige Weise verknüpft werden, erklärte der Initiator des Projekts, Thorsten Schumm vom Atominstitut der TU Wien. Zu den akademischen Projektpartnern zählen neben der TU Wien die Universitäten Innsbruck und Wien sowie das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV). Dazu kommt eine Gruppe erster Nutzer wie die Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW), das Austrian Institute of Technology (AIT) und das Institute of Science and Technology (IST) Austria. Wir gehen davon aus, dass im Laufe des Projektes weitere Partner dazu stoßen werden, sagte Schumm zur APA.

Dark-Fasern nutzen

Koordiniert wird das Projekt vom Verein ACOnet als Betreiber des klassischen Daten-Hochleistungsnetzwerkes, das seit Jahrzehnten heimische Hochschulen und Forschungseinrichtungen miteinander verbindet. Je nachdem, was im Quanten-Internet geplant sei, könne man dabei Fasern nutzen, die bereits für den klassischen Datentransfer eingesetzt werden. Es gebe aber auch Anwendungen, die leicht gestört werden können. Für diese würden sogenannte Dark-Fasern benötigt. Dabei handelt es sich um Lichtleiter, die immer als Reserve mitverlegt werden und nun für das Quanten-Internet genutzt werden sollen.
Mit der Ost-West-Verbindung innerhalb Österreichs soll auch der Grundstein dafür gelegt werden, um sich dann innerhalb Europas weiter zu vernetzen, erklärte Bernd Logar, Vorsitzender des ACOnet-Vereins. So gibt es in Frankreich, Deutschland und Tschechien ähnliche Initiativen, die mögliche Anknüpfungspunkte für das Projekt darstellen.

Viele Fragen sind noch offen

Bis es so weit ist, sind noch viele Fragen zu klären. Denn das Gros der bisherigen Experimente lief auf rein für die Forschung genutzten Fasern zwischen mehr oder weniger benachbarten Labors. Nun müsse geklärt werden, ob man ein Quanten-Internet auf einem bestehenden Daten-Backbone aufsetzen kann, welche technischen Schwierigkeiten dabei auftreten, welche Umwelteinflüsse es gibt, wie weit man Quanteninformation störungsfrei weiterleiten kann, usw., betonte Schumm.
So liegt die bisherige Reichweite des sichersten Protokolls für Quantenkommunikation bei nur einigen zehn Kilometern. Das bedeutet, dass für das Quanten-Internet Repeater-Stationen eingebaut werden müssen, an denen zurzeit aber erst geforscht wird.

Abhörsichere Kommunikation und präzise Messungen

Die Anwendungsmöglichkeiten beschränken sich nicht nur auf abhörsichere Quanten-Kommunikation. Das Quantennetzwerk soll auch hochpräzise optische Zeit- und Frequenzmessung ermöglichen, verweist Schumm auf die Expertise seiner Forschungsgruppe an der TU Wien. So würden damit Hochpräzisions-Messverfahren ermöglicht; etwa wie Atomuhren an unterschiedlichen Positionen unterschiedlich ticken. Damit könne man winzige Änderungen im Abstand oder Höhenunterschied der Atomuhren erfassen und damit mehr über das Verhalten der Erde lernen, bis hin zu Erdbebenvorhersagen, so Schumm.
Früher konnte man über das Telefon den Kammerton A und damit eine zertifizierte Frequenz von 440 Hertz abrufen. Über das Quanten-Internet soll nun quasi ein optischer Kammerton A, der allerdings bei 194 Terahertz schwingt, verteilt werden, um derartige hochpräzise Messungen zu ermöglichen.

(APA Science) 

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