JKU-Forschungsteam arbeitet an sicherer Kommunikation der Zukunft
LINZ. Quantenforschung in die Praxis: Ein Forschungsteam der JKU Linz will eine neue Technologie für sichere digitale Kommunikation aus dem Labor in die Praxis bringen. Dafür erhält das Team ein Spin-off Fellowship der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft. Die projektgebundene Förderung beträgt rund eine halbe Million Euro.

Tobias Maria Krieger und Maximilian Aigner von der Abteilung Halbleiterphysik entwickeln gemeinsam mit Univ.-Prof. Armando Rastelli eine Technologie für besonders sichere Datenübertragung. Sie soll kritische Infrastruktur und digitale Kommunikation auch in Zukunft schützen. Das Projekt startet im August und läuft 1,5 Jahre.
Zum Hintergrund
Hintergrund sind die Fortschritte bei Quantencomputern. Sie könnten künftig die Entwicklung neuer Medikamente beschleunigen, leistungsfähigere Materialien ermöglichen oder Verkehrsabläufe optimieren. Gleichzeitig stellen sie eine Bedrohung für die IT-Sicherheit dar. Verschlüsselte Daten, die heute als sicher gelten, können bereits jetzt abgefangen und künftig von Quantencomputern entschlüsselt werden.
„Man kann sich das wie eine Nachricht in einem Tresor vorstellen. Um ihn zu knacken, müsste man alle möglichen Zahlenkombinationen ausprobieren. Das würde selbst mit heutigen Computern Jahrtausende dauern. Ein Quantencomputer geht diese Aufgabe grundlegend anders an und kann die passende Kombination in deutlich kürzerer Zeit finden. Unsere Technologie setzt deshalb nicht auf einen besseren Tresor, sondern nutzt die Gesetze der Quantenphysik“, erklärt Krieger.
Ein kleiner Chip als Quantenlichtquelle
Die Forschenden entwickeln eine Quantenlichtquelle – einen kleinen Chip, der Paare verschränkter Lichtteilchen erzeugt. Diese sind durch die Gesetze der Quantenphysik miteinander verbunden. Anschließend werden sie aufgeteilt und über Glasfaser oder Satellit an zwei Kommunikationspartner geschickt. Aus den gemessenen Lichtteilchen kann dann ein gemeinsamer Schlüsselcode erzeugt werden. Diesen kann auch kein Quantencomputer berechnen, da ihm kein mathematisches Problem zugrunde liegt.
Ein weiterer Vorteil ist, dass ein Abhörversuch auffallen würde. Durch die Messung eines Lichtteilchens verändern sich auch die Eigenschaften des damit verbundenen Teilchens.
„Das funktioniert wie ein Alarm. Sobald jemand versucht, Informationen über den Schlüssel abzufangen, wird das sichtbar“, sagt Aigner. Die Übertragung könne dann abgebrochen oder auf einen sicheren Kanal gewechselt werden.
Vergleichbare Systeme benötigen bisher oft große Laboraufbauten. Das JKU-Team möchte seine Technik so weit verkleinern, dass sie in herkömmliche Serverschränke eingebaut werden kann.
Unterstützt wurde es unter anderem vom JKU House of Research and Innovation, das bei der Antragstellung beriet und Workshops anbot. Auch das Quantum Innovation Lab, ein Start-up-Bootcamp der Universität Wien, half dabei, das wissenschaftliche Konzept auf den Markteintritt vorzubereiten.


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