Großbritanniens erste Langstreckenkommunikation

Britische Universitäten demonstrieren quantensichere Langstreckenverbindung über Quantennetzwerk –

Quantenkommunikation bietet im Vergleich zu klassischen Telekommunikationslösungen einzigartige Sicherheitsvorteile: Sie ist immun gegen künftige Cyberangriffe – selbst durch Quantencomputer, die, sobald sie voll einsatzfähig sind, das Potenzial haben, die derzeit stärksten kryptografischen Verfahren binnen kürzester Zeit zu knacken. Aus diesem Grund rückt der Aufbau und die Nutzung von Quantenkommunikationsnetzen zunehmend in den Fokus der Forschung.

Forscherteams der Universitäten Bristol und Cambridge ist es nun erstmals gelungen, quantensichere Datenübertragungen über große Entfernungen hinweg erfolgreich zu demonstrieren – darunter auch eine quantenverschlüsselte Live-Videokonferenz. Zum Einsatz kam ein Glasfasernetz, das zwei Methoden der Quantenschlüsselverteilung (engl. Quantum Key Distribution, QKD) in eine bestehende Glasfaserinfrastruktur integriert: Einerseits wurden in Lichtteilchen eingebettete, nicht abhörbare Verschlüsselungsschlüssel verwendet. Andererseits wurde Verschränkungsverteilung eingesetzt, bei der zwei Quantenteilchen unabhängig von ihrer Entfernung miteinander korreliert sind. Das Netz umfasst die beiden großstädtischen Quantennetzwerke von Bristol und Cambridge, die über ein Backbone aus vier Langstrecken-Glasfaserverbindungen von insgesamt 410 km Länge und drei Zwischenknoten miteinander verbunden sind. Es nutzt Singlemode-Glasfasern der EPSRC National Dark Fibre Facility sowie verlustarme optische Switches. Dies ist das erste Mal, dass ein Langstreckennetz mit verschiedenen quantensicheren Technologien – einschließlich Verschränkungsverteilung – erfolgreich demonstriert wurde. Die Ergebnisse wurden im März 2025 auf der Optical Fiber Communications Conference (OFC) in San Francisco präsentiert.

Das Experiment markiert die erste erfolgreiche Integration mehrerer quantensicherer Technologien in einem Langstreckennetz und zeigt das Potenzial von Quantennetzen auf, in denen verschiedene quantensichere Ansätze mit klassischer Kommunikationsinfrastruktur kombiniert werden. Es wurde im Rahmen des britischen Quantennetzwerks (UK Quantum Network, UKQN) durchgeführt, das in den letzten zehn Jahren mit finanzieller Unterstützung des Forschungsrats für Ingenieur- und Naturwissenschaften (Engineering and Physical Sciences Research Council, EPSRC) und als Teil des Quantum Communications Hubs aufgebaut wurde. Das Team wird diese Arbeit im neu finanzierten EPSRC-Projekt, dem Integrated Quantum Networks Hub, fortsetzen. Dessen Vision ist es, Quantennetzwerke auf allen Entfernungsskalen einzurichten: von der lokalen Vernetzung von Quantenprozessoren über Verschränkungsnetzwerke auf nationaler Ebene für quantensichere Kommunikation, verteiltes Rechnen und Sensorik bis hin zur interkontinentalen Vernetzung über Satelliten in der niedrigen Erdumlaufbahn. Der Grundstein für zukünftige, weitreichende Quantennetzwerke dürfte damit gelegt sein.
 
 
Quellennachweis: https://www.cam.ac.uk/research/news/researchers-demonstrate-the-uks-first-long-distance-ultra-secure-communication-over-a-quantum