Eine klare Erkenntnis prägte die Nationale Konferenz IT-Sicherheitsforschung: Deutschland nimmt bei der Erforschung der Quantenkommunikation eine international führende Rolle ein. Diese gute Ausgangslage ist durch Forschungsexzellenz sowie durch die frühzeitige und zunehmende Einbindung der Industrie in die Forschungsanstrengungen erreicht worden.
Moderation:
- Dr. habil. Torsten Siebert, leitender wissenschaftlicher Berater Fraunhofer-Gesellschaft – strategische Projekte und Partnerschaften im Europäischen Forschungsraum
Sprecher:
Prof. Dr.-Ing. Dr. Holger Boche, Professor für Informationstechnik an der Technischen Universität München (TU München)
Imran Khan, Managing Director KEEQuant GmbH, Sprecher des Deutschen Industrieverbundes für Quantensicherheit (DIVQSec)
Prof. Dr. Christoph Marquardt, Lehrstuhl für optische Quantentechnologien, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), verantwortet die wissenschaftliche Leitung der Eagle-1-Initiative
Stefan Röhrich, Senior Security & Certification Expert, Rohde & Schwarz Cybersecurity GmbH
Die Session startete mit einem Vortrag von Prof. Dr.-Ing. Dr. Holger Boche (TU München) mit dem Titel „Beyond QKD - das wahre Potenzial von Quantenkommunikation nutzen“. Boche führte aus, dass die Quantenkommunikation aus informationstheoretischer Sicht Lösungsansätze zur Adressierung verschiedener Herausforderungen moderner Kommunikationsnetze bietet, die klassisch nicht gelöst werden können. Dabei dient die Verschränkungsverteilung als Werkzeug, um unter anderem die Leistungsfähigkeit von Kommunikations¬netzen zu steigern. Weitere Vorzüge wurden ebenfalls erläutert: sichere schlüsselfreie Kommunikation (semantische Sicherheit), Steigerung der Übertragungskapazität, nachweisbare Resilienz gegen Angriffe, Reduktion der Latenz, Reduktion des Energieverbrauchs pro übertragenem Bit, systembedingte geräte-/herstellerunabhängige Vertrauenswürdigkeit (Trustworthiness).
Vier weitere Impulsvorträge stellten ergänzend das bislang Erreichte in den vier BMFTR-geförderten Leuchtturmprojekten QuNET, QR.N, QUBE II und SQuaD vor und bereiteten damit den Boden für die sich anschließende Podiumsdiskussion: So präsentierte der Sprecher des Lenkungskreises der QuNET-Initiative, Prof. Dr. Andreas Tünnermann (Fraunhofer IOF), den aktuellen Stand der Forschungsarbeiten. Mit dem klaren Fokus der Initiative auf die technologischen Grundlagen der hochsicheren Kommunikation für das behördliche Umfeld sind die Arbeiten an zunehmend komplexer werdenden Anwendungsszenarien ausgerichtet. Im bisherigen Verlauf der QuNET-Initiative ist es gelungen, eine wachsende Einbindung der Industrie über sogenannte QuNET+-Projekte zu erreichen. Damit leistet QuNET einen wesentlichen Beitrag zum Auf- und Ausbau des initialen Innovationsökosystems der Quantenkommunikation in Deutschland und Europa.
Prof. Dr. Christoph Becher (Universität des Saarlandes) berichtete über den aktuellen Forschungsstand des Leuchtturmprojektes QR.N, welches das Ziel verfolgt, Quantenrepeater zu erforschen. Diese stellen künftig die technologische Grundlage einer Ende-zu-Ende-Verteilung von Verschränkung/Quanteninformation via Glasfaser über lange Reichweiten dar. In einem deutschlandweiten Konsortium aus 42 Partnern werden verschiedene Technologieplattformen (z. B. bzgl. der eingesetzten Quantenspeicher), Schnittstellen und Protokolle erforscht und unter realen Bedingungen erprobt.
Anschließend stellte Prof. Dr. Christoph Marquardt (FAU) das Forschungsprojekt QUBE II vor. Langfristig sollen in Quantenkommunikationsnetzwerken auch Satelliten eingebunden werden können. Im aktuell laufenden Forschungsvorhaben QUBE II arbeitet ein interdisziplinär aufgestelltes Konsortium an einem Lösungsansatz auf Basis von kostengünstigen Kleinstsatelliten (sogenannten Cubesats). Die Erforschung der Technologie für die langreichweitige Quantenschlüsselübertragung mittels Kleinstsatelliten in erdnahem Orbit ist das Ziel. Der Start des QUBE-II-Satelliten ist für das Jahr 2026 vorgesehen.
Der Koordinator des Schirmprojekts SQuaD des vom BMFTR geförderten Innovationshubs für Quantenkommunikation, Dr. Nikolas Spethmann (PTB), gab anschließend einen Einblick in die Arbeiten von SQuaD, das als zentrale Plattform die Vernetzung aller relevanten Akteure und Stakeholder im Bereich der Quantenkommunikation vorantreibt. SQuaD trägt auf diese Weise zum Aufbau des Innovationsökosystems der Quantenkommunikation in Deutschland bei und unterstützt mit seinen Aktivitäten den Technologietransfer aus der Wissenschaft in die Wirtschaft. Zu diesen Aktivitäten gehören unter anderem die Koordination der sechs industriegeführten FuE-Projekte des Innovationshubs, die Rückkopplung von Standardisierungsaktivitäten in die Forschungsarbeiten sowie ein Überblick über Testbeds für interessierte Partner aus Forschung und Industrie.
An der sich anschließenden und von Dr. habil. Torsten Siebert moderierten Podiumsdiskussion nahmen die vier Vortragenden sowie Imran Khan (KEEQuant) und Stefan Röhrich (Rohde & Schwarz Cybersecurity) teil. Viele Diskussionspunkte zielten auf die nächsten Schritte und verbleibenden Herausforderungen ab, um die international mit an der Spitze stehende Quantenkommunikationsforschung in Deutschland in konkrete Wertschöpfung am Innovationsstandort zu überführen.