QuNET+ICLink – Auf dem Weg zum Quanteninternet

Die Geheimhaltung im Datentransfer sowohl im Bereich kritischer Infrastruktur als auch im Privaten
bleibt eine zentrale und grundlegende Herausforderung in unserer Gesellschaft. Dies hat in den letzten Jahrzehnten weltweit Forschung auf dem Gebiet der Quantenkryptographie motiviert, die eine
informationstheoretische Sicherheit basierend auf quantenphysikalischen Gesetzen ermöglicht.
Vor diesem Hintergrund werden die Forschungsarbeiten des Verbundprojektes QuNET+ICLink
vorgestellt, dessen Ziel es ist eine hocheffizienten deterministische Einzelphotonenquelle zu 
entwickeln und für die quantengesicherte Datenübertragung in herkömmlichen 
Telekommunikationsnetzen zu validieren. Die deterministische Einzelphotonenquelle soll bei C-Band
Wellenlängen operieren und in einer Glasfaser basierten Inter-City-Verbindung eingesetzt werden. Um 
einzelne Photonen höchster Güte zu erzeugen, werden spezielle Halbleiterlaser auf der Basis von 
neuartigen Quantenstrukturen für das Pumpen der Einzelphotonenquellen entwickelt. Die 
Einzelphotonenquellen selbst werden auf Basis von Halbleiter Quantenpunkten in nanophotonischen
Mikroresonatoren realisiert und, zunächst im Labormaßstab, für die Quantenschlüsselverteilung 
(engl.: quantum key distribution (QKD)) eingesetzt. Anschließend erfolgt die Integration in einen 
mobilen Serverschrank-kompatiblen QKD-Demonstrator, der in einer 75 km langen Inter-City Glasfaserteststrecke zwischen Jena und Erfurt für die Quantenkommunikation eingesetzt werden soll.
Darüber hinaus wird die Einzelphotonenquelle für den perspektivischen Einsatz in komplexeren 
quantenkryptographischen Protokollen evaluiert. Dies betrifft sowohl die messbauteil-unabhängige
(engl.: measurement-device-independent (MDI)) QKD als auch Protokolle jenseits der QKD.

Vortragssprache: ENG