In der Grand Challenge der Quantenkommunikation treten sechs Teams bestehend aus jungen Forscherinnen und Forschern aus Deutschland gegeneinander an, um anwendungsorientierte Technologien und Methoden zur Realisierung eines Quantentokens zu erforschen und zu entwickeln.
Was ist ein Quantentoken?Quantentoken stellen in der Quantenkommunikation eine technische Alternative zu heutigen Security-Token dar und ermöglichen in Zukunft sichere Authentifizierungsverfahren, die auch von leistungsfähigen Quantencomputern nicht umgangen werden können.
Aktuell gibt es nur eingeschränkte Möglichkeiten der Speicherung von Quantenzuständen. Wie also soll ein Quantentoken gespeichert werden, so dass man ihn in Zukunft praktisch nutzen kann?
Weltweit besteht ein hoher Forschungsbedarf zur Verbesserung der Speicherdauer von Quantenzustände, beispielsweise durch längere Kohärenzzeiten oder Fehlerkorrekturmethoden. Auch werden Verbesserungen bei der Genauigkeit der Präparation, Speicherung und Dekodierung der Zustände gesucht und erforscht. Letztlich müssen auch effiziente Schnittstellen für die Übertragung geschaffen werden, die elementar für die weitere Entwicklung der Quantenkommunikation an sich sein werden.
Schon heute ist die sichere Authentifizierung von Anwendern und Geräten eine wichtige Säule der IT-Gesamtsicherheit, um den Zugriff auf Anwendungen und Daten zu regeln. Dies gilt für Privatpersonen genauso wie für Institutionen oder Unternehmen.
In der Grand Challenge der Quantenkommunikation treten die nachfolgenden Projekte gegeneinander an:
Das Vorhaben Q.TOK begleitet die teilnehmenden Projekte im Forschungswettbewerb „Grand Challenge der Quantenkommunikation“. Gemeinsam mit den Teilnehmenden des Wettbewerbs erforscht das Q.TOK-Projektteam neue Anwendungsszenarien für Quantentoken, die auf Basis verschiedener zugrundeliegender Materialsysteme, Speicher- und Übertragungstechnologien umgesetzt werden können.
Weitere Informationen zum Begleitprojekt: Q.TOK - Quantentoken für eine sichere Authentifizierung in Theorie und PraxisDie Fachjury der Grand Challenge der Quantenkommunikation besteht aus anerkannten Forschern und erfahrenen Praktikern, die die sechs Forscherteams zudem begleiten und unterstützen.
Lehrstuhl für theoretische Informationstechnik, Technische Universität München
„Quantentoken können in der Zukunft einen wesentlichen Beitrag für die Sicherheit unserer Kommunikations- und Computing Infrastruktur und zum Schutz der Privatsphäre liefern. Die Grand Challenge der Quantenkommunikation soll hierfür die theoretischen und technologischen Grandlagen legen. Als Juror bin ich schon sehr gespannt, wie sich die jungen Forscherteams diesen sehr spannenden und herausfordernden Aufgabenstellungen stellen .“
CEO, nanoplus Nanosystems and Technologies GmbH
„Unsere Aufgaben als Jury der Grand Challenge der Quantenkommunikation begeistern mich sehr, da wir dabei sein dürfen, wenn ganz neuartige Ideen für die Quantensicherheit entwickelt werden und wir als Juroren können bei deren Entstehungsprozessen den jungen Wissenschaftlern über die Schulter sehen. Von dieser Grand Challenge erhoffe ich mir Ansätze für Innovationen, die die quantengesicherte Kommunikation so vereinfachen und verbessern werden, dass in Zukunft deren breite Anwendung ermöglicht wird.“
Institut für Angewandte Physik, Universität Bonn
„Es ist spannend zu beobachten, welche Ideen – insbesondere von jungen Wissenschaftlern - für die Anwendung von Komponenten und Verfahren der Quanteninformation an den Schnittstellen von Physik, Informatik und vielen anderen Gebieten entstehen. Ich freue mich darauf, die Projekte im Rahmen des Wettbewerbs zu begleiten.“
Director Applications Quantum Technologies, TOPTICA Photonics AG
„Quantentoken sind ein vergleichsweise junges Forschungsthema der Quantenkommunikation und theoretisch wie physikalisch eine große Herausforderung – eine echte Grand Challenge! Ich freue mich darauf, die kreativen Ansätze und die ambitionierten Forschungsvorhaben der beteiligten Wissenschaftler als Juror zu begleiten. Nicht nur die IT-Sicherheit, sondern auch andere Anwendungen zukünftiger Quantennetzwerke werden von den hier zu erwartenden Forschungsergebnissen profitieren können.“
Lehrstuhl Integrierte Quantenoptik, Universität Paderborn
„Mit dem Wettbewerb der Grand Challenge der Quantenkommunikation wird in einem spannenden Förderformat der Ausbau der anwendungsorientierten Forschung in dem Bereich der Quantentechnologien vorangebracht. Besonders wichtig finde ich, dass hierbei Nachwuchsgruppen angesprochen werden und ihre Kreativität herausgefordert wird. Als Jurorin freue ich mich, die verschiedenen Ideen und die Systeme zur Realisierung verbesserter Quantenspeicher im messbaren Vergleich kennenzulernen und in den nächsten Jahren zu begleiten."
