What Would a Quantum Internet Look Like?
Im August 2016 haben chinesische Physiker den weltweit ersten Leuchtturm des kommenden Quanten-Internets in den Orbit geschossen. Anstatt Live-Sport in Ihr Zuhause zu strahlen, wurde dieser Satellit - nach einem alten chinesischen Philosophen auch Micius genannt - zum Senden und Empfangen von in Photonen oder Lichtteilchen kodierten Informationen gebaut.
Micius ist zwar erst seit einigen Jahren einsatzbereit, hat aber bereits Fortschritte gemacht, um zu beweisen, wie man Quanteninformationen sicher und ohne Verzerrung in alle Welt übertragen kann, wie das dahinterstehende Forscherteam berichtet Physische Übersichtsbriefe. Durch das Senden von Daten in dieser Form werden Sicherheitsrisiken beim Senden hochgradig vertraulicher Informationen über das Internet minimiert und eine neue Ära der Quantenkommunikation eingeleitet.
Eine Gruppe von Wissenschaftlern der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwarf und entwickelte Micius. Nachdem sie es in den Weltraum gebracht hatten, begannen sie, am größten Problem der Quanten-Kommunikation zu arbeiten. Früher glaubte man, dass Informationen, die als Photonen kodiert sind, nur einige hundert Kilometer weit gehen können. Dies liegt daran, dass die Glasfasern, mit denen sie auf dem Boden transportiert werden, nach ungefähr dieser Entfernung zu Verzerrungen und Informationsverlust führen würden, was ein schwerwiegender Stolperstein für ein wahrhaft globales Quanten-Internet wäre.
Mit dem Einsatz von Micius richtete das Team in China fünf Bodenstationen ein, die mit dem Satelliten von der Erde aus kommunizieren konnten. Sie konnten erfolgreich Photonen von Stationen in Garz (Deutschland, Österreich) und Xinglong (China) zu Micius übertragen.
Da die Photonen durch den größtenteils leeren Raum reisten, kamen sie völlig unversehrt an und hatten eine Nachricht mit Quantenkommunikation über eine Distanz gesendet, die niemals für möglich gehalten wurde. Dies hat gezeigt, dass es möglich ist, diese Art der Kommunikation zu verwenden, um Daten auf der ganzen Welt zu verschieben.
Die Kodierung von Informationen in Lichtquanten - oder einzelnen Photonen - ist weitaus sicherer als herkömmliche Formen der Kryptographie. Dies liegt daran, dass es die Quantenschlüsselverteilung (QKD) verwendet, mit der zwei Benutzer Nachrichten mit einem zufällig generierten geheimen Schlüssel verschlüsseln und entschlüsseln können, der nur ihnen bekannt ist. Die Tatsache, dass es einfach in einem Quantenzustand verschickt wird, macht es einem gewöhnlichen Hacker extrem schwer, das Abhören zuzulassen.
Nur weil dieses Team dies geschafft hat, heißt das noch lange nicht, dass die Quantenkommunikation herkömmliche Kommunikationsformen ersetzen wird, zumindest noch nicht. Die Infrastruktur, die wir rund um das Internet aufgebaut haben, funktioniert sehr gut, um Informationen zu erhalten, wo sie sein müssen. Es wäre also nicht wert, alles zu ersetzen, um Quantität zu erreichen.
Die Quantenkommunikation würde von einer kleineren Gruppe von Menschen, die äußerste Sicherheit beim Senden von Nachrichten über das Internet benötigt, wesentlich effektiver eingesetzt.
Derzeit haben nur die an dieser Forschung beteiligten Wissenschaftler Zugang zu dieser Art der Kommunikation. Dieser jüngste Proof of Concept über weite Entfernungen legt jedoch nahe, dass Sektoren, die sich mit sicherheitsrelevanten Informationen befassen, anfangen, ernsthaft nach den Möglichkeiten des Quanten-Internets zu suchen.
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