Forschungsinitiative QuNET gestartet: Auf dem Weg zur abhörsicheren Kommunikation basierend auf modernen Quantentechnologien

Anlässlich des Projektstarts am 1. Oktober 2019 trafen sich die Projektbeteiligen der Forschungsinitiative QuNET am 12. November 2019 beim Projektkoordinator Fraunhofer IOF in Jena zu einer öffentlichen Kick-off-Veranstaltung.

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Die Projektbeteiligten der Forschungsinitiative QuNET mit Vertretern des Fördermittelgebers BMBF beim Kick-off-Treffen in Jena.© Fraunhofer IOF

Die Fraunhofer-Gesellschaft, die Max-Planck-Gesellschaft und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt wollen im Rahmen von QuNET gemeinsam ein Pilotnetz zur Quantenkommunikation in Deutschland aufbauen, das der abhör- und manipulationssicheren Datenübertragung dient. In einem ersten Schritt soll eine solche abhörsichere Kommunikation zwischen zwei Bundeseinrichtungen demonstriert werden.

Zum Projektstart erklärt Bundesforschungsministerin Anja Karliczek: "Wir müssen unsere Informations- und Kommunikationssysteme größtmöglich gegen IT-Angriffe absichern. Nur dann können Wirtschaft und Gesellschaft die Fortschritte und Chancen der Digitalisierung umfassend nutzen. Deshalb ist der Aufbau einer Quantenkommunikationsinfrastruktur zentral für uns. Denn diese ermöglicht mehr Sicherheit und auch technologische Souveränität. Deutschland und Europa sollen der vertrauenswürdigste Datenraum der Welt werden. Die Arbeit von QuNET wird uns diesem Ziel ein großes Stück näherbringen".

Ein Videostatement der Bundesministerin Anja Karlizcek anlässlich des Projektstarts finden Sie hier: Twitter @BMBF_Bund

Der Gefährdung der IT-Sicherheit entgegentreten

Quantenkommunikation ermöglicht es, der Gefährdung in der IT-Sicherheit durch moderne Quantencomputer entgegen zu treten. Sensible Informationen werden so übertragen, dass deren Vertraulichkeit gewahrt bleibt. Dazu werden Quantenzustände zur Verteilung kryptographischer Schlüssel eingesetzt, die aufgrund fundamentaler quantenphysikalischer Gesetze weder kopiert noch mitgelesen oder gar manipuliert werden können.

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Ein Forscher des Fraunhofer IOF erläutert den Gästen verschiedene Experimente mit verschränkten Photonenpaaren – die Grundlage der Quantenverschlüsselung.© Fraunhofer IOF

Anlässlich des Kick-off-Treffens in Jena erklärte der Koordinator der Initiative, Professor Andreas Tünnermann vom Fraunhofer IOF, dass durch QuNET die Quantenschlüsselverteilung möglichst früh in die Anwendung einer Quantenkommunikationsstrecke gebracht werden soll. Auch deutschen Unternehmen solle die Chance gegeben werden, sich an der Weiterentwicklung dieses wichtigen Technologiefelds zu beteiligen. Zu den konkreten Verbundzielen in der ersten Projektphase QuNET-alpha sagte Professor Tünnermann: „Es ist geplant, zum Ende des nächsten Jahres eine quantenverschlüsselte Kommunikation zwischen zwei Bundeseinrichtungen zu realisieren.“ (Interview mit Professor Tünnermann zum Projekt QuNET)

QuNET zielt auf Anschlussfähigkeit an weitere europäische Quantennetz-Initiativen ab

In weiteren Projektphasen zielt die Initiative auf die Anschlussfähigkeit an weitere europäische Quantennetz-Initiativen ab. In enger Zusammenarbeit mit der deutschen Wirtschaft und dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) wird QuNET die Grundlagen einer deutschen Quantenkommunikationsinfrastruktur schaffen. Diese Grundlagen einer quantengesicherten Kommunikation bieten in Zukunft nicht nur den Bundesbehörden, sondern auch der Industrie sowie den Bürgerinnen und Bürgern mehr Sicherheit in der digitalen Welt.

Sicherheitslücken vorbeugen für das Zeitalter des Quanten Computings

Sichere Kommunikationsnetzwerke haben in modernen Informationsgesellschaften den Stellenwert einer kritischen Infrastruktur. Aktuell nehmen Cyberangriffe und Datenlecks zu, wovon neben der Wirtschaft auch die Bürgerinnen und Bürger sowie öffentliche Einrichtungen und Bundesbehörden betroffen sind. Daher ist die Sicherung von Datenaustausch durch Quantenkommunikation ein wesentlicher Eckpfeiler im Rahmenprogramm der Bundesregierung „Selbstbestimmt und sicher in der digitalen Welt“.

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Quanten-Expertinnen vom Fraunhofer IOF stellen ihre entwickelten Aufbauten für Experimente zur Freistrahlübertragung von Quantenschlüsseln vor.© Fraunhofer IOF

Leitende Forscherinnen und Forscher stellen ihre Teilvorhaben vor

PD Dr. Christoph Marquardt berichtete zum Projektstart in Jena über die Pläne im Teilvorhaben des Max-Planck-Instituts für die Physik des Lichts in Erlangen. Das Institut befasst sich mit der ganzheitlichen quantenkryptografischen Sicherheit der in QuNET-alpha zu entwickelnden Lösungen. Dr. Marquardt sprach in seinem Vortrag auch über die Vorreiterrolle Deutschlands: Die gute Vernetzung der Forschung mit den Sicherheitsbehörden sei einzigartig. Der damit verbundene Vorsprung gegenüber anderen Staaten müsse in QuNET genutzt und weiter ausgebaut werden. Dr. Moritz Kleinert sprach über die Projektziele im Teilvorhaben des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts in Berlin. Es adressiert die glasfaserbasierte Übertragung von Quantenschlüsseln in dem für die Telekommunikation üblichen Wellenlängenbereich bei 1.550 nm. Außerdem präsentierte Dr. Daniel Rieläder den geplanten Beitrag des Fraunhofer IOF. Dort sollen mobile Open-Science-Plattformen für freistrahloptische Quantenkommunikationsexperimente entwickelt werden. Florian Moll zeigte schließlich in seinem Vortrag zum Teilvorhaben des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt eindrucksvolle Vorarbeiten zur satellitengestützten Quantenkommunikation, die in QuNET einfließen und weiterentwickelt werden sollen.

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