Das zweite Statustreffen im Forschungsverbund Q.Link.X fand am 26. Mai aufgrund der aktuellen Covid-19-Regularien im virtuellen Raum statt. Im Zentrum: aktuelle Forschungsinhalte, Herausforderungen und neue Ansätze in der Quantenkommunikationsforschung.
Datensicherheit und nachweisbar sichere Kommunikation gewinnen kontinuierlich an Bedeutung. Quantenkommunikation bietet mit den schnell wachsenden Quantentechnologien einen neuen wichtigen Lösungsansatz. Er baut auf den Grundprinzipien der Quantenphysik auf: Quantenzustände werden als Informationsträger eingesetzt, die aufgrund fundamentaler physikalischer Gesetze weder kopiert noch mitgelesen werden können. Q.Link.X ist ein Verbundprojekt von Universitäten, Forschungseinrichtungen und Firmen in Deutschland, welches Quantenkommunikation als Schlüsseltechnologie erforscht und voranbringt. Die Expertinnen und Experten entwickeln einen sogenannten Quantenrepeater, einen essenziellen Baustein für Quantenkommunikation über große Distanzen. Das im August 2018 angelaufene Projekt wird bis Juli 2021 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung über das Forschungsrahmenprogramm „Selbstbestimmt und sicher in der digitalen Welt“ mit rund 15 Mio. Euro gefördert.
Zum zweiten Statustreffen präsentierten die an Q.Link.X beteiligten Forscherinnen und Forscher die aktuellen Ergebnisse ihrer Arbeitsgruppen. Begleitend gaben geladene nationale und internationale Keynote-Sprecher Einblicke in ihre aktuelle Forschungsarbeit. Aufgrund des virtuellen Veranstaltungsformats war das Thema sichere und geschützte Kommunikation über digitale Netze durchgehend Programm. Auch das Netzwerken kam trotz des virtuellen Charakters der Veranstaltung nicht zu kurz: Die Webkonferenz wurde zwischenzeitlich in mehrere Konferenzräume für kleinere thematisch fokussierte Netzwerktreffen aufgeteilt.
Beim Statustreffen wurden drei Parameter identifiziert, die zur Realisierung von Quantenrepeatern optimiert werden müssen. Anhand dieser Variablen konnten bereits verschiedene Protokolle zum Einsatz von Quantenrepeatern verglichen werden. Auch berichteten die Forscherinnen und Forscher von ihren Fortschritten bei der Entwicklung einer Roadmap für die Forschung zum Quantenrepeater. Q.Link.X konnte bereits hohe Sichtbarkeit gewinnen: In zahlreichen Fachzeitschriften konnten bereits aktuelle Forschungsergebnisse aus dem Projekt publiziert werden. Diese umfassen sowohl Arbeiten zur Simulation von Mehrparteiennetzwerken als auch neue Erkenntnisse zu den für Quantenrepeater aussichtsreichen Materialsystemen Diamant-Farbzentren, einzelne Atome und Halbleiterquantenpunkte. Als wegweisend im Forschungsfeld gilt das Ende 2019 veröffentlichte Whitepaper „Extending Quantum Links: Modules for Fiber- and Memory-Based Quantum Repeaters“ (van Loock et al.) zur Simulation und Demonstration von Quantenrepeatern.
Einblicke in verwandte Forschungsgebiete gaben renommierte Forscher aus den Niederlanden und Spanien: David Elkouss vom QuTech - Research Center for Quantum Computing and Quantum Internet in Delft berichtete über die neuesten am Center entwickelten Werkzeuge zum Design von Quantennetzwerken. Hugues de Riedmatten vom ICFO - Institut und Forschungszentrum für Photonische Wissenschaften in Barcelona sprach über die Möglichkeiten der Realisierung neuartiger Quantenspeicher. Dazu gehören beispielsweise Spinwellen in den Ionen seltener Erden sowie zusätzliche Speichermöglichkeiten etwa in verschränkten Zwei-Photonen-Zuständen.
Am Statustreffen des Verbunds Q.Link.X nahmen auch leitende Wissenschaftler des Forschungsverbunds QuNET teil und präsentierten ihre aktuellen Arbeiten. Im Rahmen dieser ebenfalls BMBF-geförderten Initiative entwickeln aktuell die Fraunhofer-Gesellschaft, die Max-Planck-Gesellschaft und das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ein abhör- und manipulationssicheres Pilotnetz zur Quantenkommunikation in Deutschland.
|
|
Prof. Dr. Dieter Meschede vom Institut für Angewandte Physik der Universität Bonn verabschiedete sich mit großer Danksagung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer – virtuell via Emoji-Applaus – im Rahmen der Veranstaltung als Sprecher des Projekts. Er übergab die Sprecherrolle von Q.Link.X für die weitere Projektzeit an Prof. Dr. Christoph Becher, Universität des Saarlandes.
Im Interview erzählt Prof. Becher von Mission und Visionen seiner Forschung.