Verbesserte Detektoren für die Verteilung von Quantenschlüsseln
Während immer mehr Daten digital übertragen werden, entstehen für die Sicherheit der übertragenen Daten zunehmend Gefahren aufgrund immer fortschrittlicher werdender Angriffsmöglichkeiten. Durch Quantencomputer könnten diese schon bald ein neues Level erreichen. Eine Möglichkeit, um Daten auch quantencomputersicher verschlüsselt zu übertragen, ist die Quantenkommunikation. Eine Schlüsselkomponente dafür sind supraleitende Einzelphotonendetektoren, die in diesem Projekt erforscht und entwickelt werden.
Das Ziel des Projekts „SkaliQuaDe“ ist es, solche Detektoren künftig kompakter, leistungsfähiger und gleichzeitig kostengünstiger zu machen. Dazu sollen im Projekt insgesamt 64 Detektorkanäle in ein Detektorsystem integriert werden. Um dies zu realisieren, erforscht das Projektteam, wie die optische Kopplung der Detektoren an Glasfasern gesteigert werden kann und entwickelt gleichzeitig eine innovative Elektronik zur hochauflösenden Signalauslese mittels Multiplexing. Durch die neuartigen Ansätze sollen gleichzeitig die Anforderungen an das für solche Detektoren notwendige Kühlsystem reduziert werden. Mit dem im Vorhaben erforschten Gesamtdesign sollen so hocheffiziente, hochstabile Multikanaldetektoren mit hohen Zählraten und wenig Energiebedarf entstehen, die einzelne Quantenlichtteilchen bei üblichen Wellenlängen der Glasfaserkommunikation messen können.
Auf Basis der Projekterkenntnisse können die Herstellungskosten für supraleitende Einzelphotonendetektoren deutlich reduziert werden. Da es sich bei diesen Detektoren bislang um die mit Abstand teuerste Komponente in Systemen zur verschränkungsbasierten Quantenkommunikation handelt, kann das Projekt langfristig nicht nur den Grundstein für eine Kommerzialisierung der angestrebten Detektortechnologie, sondern auch für die wirtschaftliche Einrichtung sicherer Quantennetzwerke legen.