Mit Quantenkommunikation vertrauliche Daten um ein Vielfaches sicherer machen

Bundesforschungsministerin Anja Karliczek zieht Zwischenbilanz in der Forschung zur Quantenkommunikaton

Stilisierte Weltkugel
In einer digitalen Welt spielt Datensouveränität eine zunehmend große Rolle.© Fraunhofer IOF

Unter dem Dach der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Initiative QuNET entwickeln die Fraunhofer-Gesellschaft, die Max-Planck-Gesellschaft und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt seit Ende 2019 Technologien für ein Pilotnetz zur Quantenkommunikation in Deutschland. Dieses dient der abhör- und manipulationssicheren Datenübertragung und soll zunächst zwischen zwei Bundesbehörden erprobt werden. Nach einem Jahr Projektlaufzeit zog Bundesforschungsministerin Anja Karliczek im Rahmen einer Pressekonferenz eine erste Zwischenbilanz in der Forschung zur Quantenkommunikation:

„Für die Bundesregierung hat der Schutz der Privatsphäre von Bürgerinnen und Bürgern auch in der digitalen Welt höchste Priorität. Ebenso ist für die Wirtschaft die Sicherheit des Datenaustausches von elementarer Bedeutung. Diese Sicherheit kann auf Dauer nur mit Hilfe von Quantenkommunikation erreicht werden. Im Jahr 2019 habe ich daher die Pilotinitiative QuNET ins Leben gerufen, die das Bundesforschungsministerium gemeinsam mit weiteren Maßnahmen zur Quantenkommunikation mit über 150 Millionen Euro für sieben Jahre fördert.

Die zukunftsweisende Forschung, die im Projekt QuNET geleistet wird, zielt auf eine abhörsichere Datenübertragung. Wir wollen mit ganzer Kraft dafür sorgen, Sicherheitslücken zu schließen, Abhörversuche sichtbar zu machen sowie diese schnell und wirksam zu bekämpfen. Durch Quantenkommunikation werden wir vertrauliche Daten um ein Vielfaches besser schützen können als mit den derzeit üblichen Verfahren.

Verschränkte Photonen
Verschränkte Photonen besitzen eine »spukhafte Fernwirkung«, wie schon Einstein es formulierte.© Fraunhofer IOF

Quantenkommunikation ermöglicht zudem noch eine darüber hinaus reichende Anwendungsperspektive – die Vernetzung von Quantencomputern zu einem künftigen ‚Quanteninternet‘. In diesem können in Zukunft Quantencomputer verschiedener Forschungseinrichtungen ihre Leistungsfähigkeit vereinen, um gemeinsam an wichtigen Forschungsfragen zu arbeiten, etwa zum Klimawandel oder zur Entwicklung von Medikamenten oder Materialien. Eine solche Vernetzung wäre bahnbrechend und könnte Anwendungen ermöglichen, die mit heutigen Technologien nicht annähernd zu verwirklichen sind.

QuNET will hochsichere Kommunikation im europäischen Raum ermöglichen.© Fraunhofer IOF

Mein Ziel ist es, Deutschland im Bereich des „Quanteninternet“ an die Weltspitze zu bringen. Deutschland kann auf diesem Gebiet zum Innovationsmotor der Europäischen Union werden und uns ein gutes Stück weiterbringen auf unserem Weg zur technologischen Souveränität. QuNET leistet hier einen wichtigen Beitrag. Bereits im ersten Jahr wurden im Projekt Technologien für eine quantengesicherte Verbindung zwischen zwei Bundeseinrichtungen entwickelt. Ich freue mich schon sehr auf die entsprechende Präsentation, die wir vor Ort durchführen werden, sobald dies die Pandemielage zulässt.“


Video zur Forschungsinitiative QuNET für eine abhörsichere Quantenkommunikation


Hintergrund

Das Bundesforschungsministerium versteht die Quantenkommunikation als wichtige Schlüsseltechnologie, um Bürgerinnen und Bürgern auch in Zukunft ein sicheres Leben in der digitalen Welt zu ermöglichen.

Seit 2015 ist die Quantenkommunikation integraler Bestandteil des Forschungsrahmenprogramms der Bundesregierung zur IT-Sicherheitsforschung. Den Aufbau einer Quantenkommunikationsstruktur hat die Bundesregierung zudem in der Hightech Strategie 2025 angekündigt. Darüber hinaus ist Quantenkommunikation ein Themenschwerpunkt des Rahmenprogramms „Quantentechnologien – von der Grundlage zum Markt“ der Bundesregierung.

Die Initiative QuNET ist dabei ein Leuchtturmprojekt der IT-Sicherheitsforschung. Denn die Quantenkommunikation ermöglicht eine prinzipiell abhörsichere Datenübertragung, die auf fundamentalen physikalischen Prinzipien beruht. Auf der anderen Seite besteht die Gefahr, dass leistungsfähige Quantencomputer schon bald viele kryptografische Verfahren entschlüsseln können, die heute z. B. beim Online-Banking oder beim Abrufen von E-Mails verwendet werden. In der deutschen und internationalen Grundlagenforschung werden verschiedenste Technologien zur abhörsicheren Quantenkommunikation erprobt. Die Kombination dieser vielfältigen Technologien sowie deren Verknüpfung mit bereits existierenden Infrastrukturen, stellt eine große Herausforderung dar. QuNET ist dabei ein wichtiger Meilenstein bei der Umsetzung der Forschungsergebnisse in alltagstaugliche Systeme Das BMBF fördert QuNET voraussichtlich mit 125 Millionen Euro bis 2026. Zusammen mit weiteren Maßnahmen werden so in den nächsten Jahren mehr als 150 Millionen Euro in die Erforschung der Quantenkommunikation investiert.

Mit dem Pilotnetz QuNET soll die sichere Kommunikation für öffentliche Einrichtungen in Deutschland erforscht und erprobt werden. Die darauf aufbauenden Quantenkommunikationsstrukturen werden in Zukunft auch für die Industrie sowie für Bürgerinnen und Bürger zugänglich sein. Um die Berücksichtigung der notwendigen Sicherheitsaspekte zu gewährleisten, die zur Zertifizierung der Quantenkommunikationskomponenten notwendig sind, arbeitet QuNET eng mit einem Beirat zusammen, in dem das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) sowie einschlägige Firmen der Kommunikations- und IT-Sicherheitsbranche eingebunden sind.

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