Ein Quanteninternet der Dinge
Die Digitalisierung unserer Gesellschaft schreitet zunehmend voran. So verfügt eine immer größere Zahl von Geräten über Netzwerkanschlüsse, wodurch diese sich untereinander austauschen und so optimal auf die Nutzeransprüche reagieren können. Dieses „Internet der Dinge“ und der damit einhergehende zunehmende Austausch unserer Daten, stellt immer höhere Anforderungen an die Sicherheit unserer Kommunikationsnetzwerke. Um diesen Ansprüchen gerecht zu werden, bedarf es neuer Technologien. Bisherige netzwerkfähige Geräte tauschen regelmäßig Daten miteinander aus. Aktuell verschlüsseln diese jedoch Ihre Daten auf Basis von kryptographischen Protokollen, welche ausschließlich auf der endlichen Leistungsfähigkeit heutiger Rechner basieren. Dadurch sind den hiermit maximal möglichen Datenraten und der Datensicherheit Grenzen gesetzt. Der Einsatz von Quantenzuständen in einem Quantenkommunikationsnetzwerk bietet eine neuartige Lösung. Hierbei werden Daten mittels Quantenzuständen des Lichts auf Basis fundamentaler Naturgesetze verschlüsselt und miteinander ausgetauscht. Dies erlaubt es, Nachrichten auch in Zukunft sicher und schnell zu übertragen.
Das Verbundprojekt „Quantum Internet of Things (QUIET)“ hat das Ziel, ein hybrides quanten-konventionelles Kommunikationsnetzwerk zu entwickeln. Im Zusammenspiel von verteilten Quantenzuständen und konventioneller Übertragung sollen (Quanten)-Sensoren vernetzt werden. So soll die Leistungsfähigkeit und Sicherheit des Netzwerks deutlich gesteigert werden. Dabei werden alle Ebenen des Netzwerks, von der physikalischen Schicht bin hin zu Netzwerkprotokollen, betrachtet. Im Projekt arbeiten führende Forschungsgruppen aus den Gebieten der Quantenkommunikation und Netzwerktechnologie intensiv mit Unternehmen aus dem Bereich der Telekommunikation mit dem „Innovationshub der Quantenkommunikation“ zusammen.
Das Vorhaben wird die zahlreichen Einsatzmöglichkeiten von verteilten Quantenzuständen zur sicheren Kommunikation und Leistungssteigerung im zukünftigen Internet der Dinge aufzeigen. Das im Rahmen des Vorhabens entwickelte hybride Netzwerk ermöglicht es, die Quantentechnologien mit der bestehenden Telekommunikationsinfrastruktur vereinen. Dies ist ein entscheidender Schritt zur kommerziellen Umsetzung von Quantenkommunikationstechnologien am Hochtechnologiestandort Deutschland. Nach erfolgreichem Projektverlauf soll ein Demonstrator die Vorteile eines Quantennetzwerks der Dinge gegenüber heutigen Systemdesigns aufzeigen. Durch dessen vollumfängliche Betrachtung der Netzwerkarchitektur sollen Anwendungsfälle identifiziert und die Standardisierung solcher Netzwerke vorangetrieben werden. Damit leistet das Vorhaben einen essenziellen Beitrag zum Aufbau von Quantenkommunikationsinfrastrukturen und damit der technologischen und digitalen Souveränität Deutschlands und Europas.