Die Bedeutung von Quantennetzwerken wächst, insbesondere im Hinblick auf die Sicherheit kritischer Infrastrukturen in Deutschland. Diese Netzwerke ermöglichen nicht nur die sichere Vernetzung von Quantencomputern, sondern legen auch den Grundstein für ein zukünftiges Quanteninternet. Dies geht aus den neuesten Entwicklungen des Projekts „Technologien und Demonstratoren für Quantenrepeater (TD.QR)“ hervor, das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit etwa 12 Millionen Euro gefördert wird. Die Universität des Saarlandes hat die Federführung übernommen und wird das Projekt innerhalb von 14 Monaten koordinieren.
Das Hauptziel von TD.QR ist die Weiterentwicklung von Technologien und Demonstratoren für Quantenrepeater, die entscheidend für die verlustarme Verteilung von Quanteninformation sind. Solche Repeater sind unerlässlich, um die Reichweitenbegrenzungen aktueller optischer Kommunikationskanäle zu überwinden. Entsprechend zielt das Projekt auf die Entwicklung, Optimierung und Erprobung zentraler Repeater-Technologien. Zudem wird geplant, Implementierungen von Quantenrepeater-Verbindungen auf realen Teststrecken zu entwickeln und grundlegende Funktionen von Quantennetzwerken zu demonstrieren. Dieses Vorhaben baut auf Erkenntnissen aus vorherigen Projekten, insbesondere dem „Quantenrepeater.Net (QR.N)“, auf.
Technologische Herausforderungen und Lösungen
Ein zentrales Anliegen des Projekts ist es, die technologischen Herausforderungen der Quantenrepeater-Technologie anzugehen und Forschungsergebnisse in konkrete Anwendungen zu überführen. Das Konsortium setzt sich aus elf akademischen Partnern zusammen, die an sieben verschiedenen Standorten arbeiten. Diese enge Zusammenarbeit ist entscheidend, um die technologische Leistungsfähigkeit Deutschlands in diesem strategisch zentralen Zukunftsfeld zu stärken. Ein Meilenstein der aktuellen Forschungsarbeit soll die Technologiedemonstration eines ersten Quantenrepeaters bis 2028 sein.
Die Relevanz dieser Forschungsarbeiten wird durch die zunehmende Bedrohung traditioneller kryptografischer Verfahren durch Quantencomputer unterstrichen. Dies hebt die Notwendigkeit von Quantenkommunikation als Schlüsseltechnologie der Cybersicherheitsstrategie der Bundesregierung hervor. Zudem ist Quantenkommunikation Teil des Forschungsrahmenprogramms „Digital. Sicher. Souverän.“ und wird als essenziell für die Sicherheit der digitalen Vernetzung der Gesellschaft angesehen. Deutschland hat sich in der Forschung zu Quantenkommunikation im internationalen Vergleich eine Spitzenposition erarbeitet, was die Entwicklung marktreifer Quantenlösungen angeht.
Ziele und Perspektiven
Die Fördermaßnahmen zielen darauf ab, die IT-Sicherheit in einer zunehmend digital vernetzten Gesellschaft zu stärken. Dabei sollen innovative, praxisnahe Quantenkommunikationslösungen entwickelt werden, die die Integration solcher Systeme in bestehende Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) vorantreiben. Um das Innovationsökosystem zu stärken, ist es ebenfalls erforderlich, Strukturen zur Zusammenarbeit zwischen akademischer Forschung und Industrie zu entwickeln.
Für die Einreichung von Projektskizzen sind mehrere Fristen vorgesehen, die für die Forschungsaktivitäten von Bedeutung sind. Diese sind der 31. März 2025, der 30. November 2025 sowie der 30. November 2026. Ein Dachprojekt wird zudem angestrebt, um die verschiedenen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zu koordinieren und Synergieeffekte zu nutzen. Die Koordination wird von einer erfahrenen Forschungseinrichtung oder Hochschule übernommen, wobei auch die Beteiligung von Industriepartnern in Betracht gezogen wird.
Insgesamt stellt das Projekt TD.QR einen bedeutenden Schritt für die Zukunft der Quantenkommunikation und die Sicherheit digitaler Infrastrukturen dar. Diese Initiative könnte entscheidend dafür sein, Deutschlands technologische Souveränität im Bereich der Quantentechnologien zu sichern und die internationale Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.
uni-saarland.de berichtet, dass die Hightech Agenda Deutschland Quantenkommunikation als Schlüsseltechnologie der Zukunft identifiziert. Entsprechende Maßnahmen werden ebenfalls auf forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de verkündet.