Heute, am 1. April 2025, wurde bekannt, dass die Humboldt-Universität zu Berlin (HU) und die Technische Universität München (TUM) den Wettbewerb „Grand Challenge der Quantenkommunikation“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gewonnen haben. Die Laufzeit des Innovationsprojekts beträgt drei Jahre und hat zum Ziel, die Sicherheit digitaler Infrastrukturen durch den Einsatz von Quantenkommunikation zu verbessern. Dies ist besonders relevant angesichts der fortschreitenden Entwicklungen in der Quantencomputertechnologie, die herkömmliche Verschlüsselungen obsolet machen könnte. In diesem Rahmen sollen auch Quantentoken entwickelt werden, die eine quantenbasierte, sichere Authentifizierung ermöglichen. Die HU wird sich insbesondere auf die Entwicklung von Quantenspeicherarchitekturen in Diamant und die theoretischen Aspekte von Quantentoken konzentrieren. Die wissenschaftliche Leitung hat Prof. Dr. Tim Schröder von der HU übernommen, unterstützt von Dr. Gregor Pieplow und Prof. Dr. Kai Müller.
Wie forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de erklärt, ist Quantenkommunikation ein zentrales Element für die Sicherheit digitaler Infrastrukturen. Durch Quantentoken wird die sichere Authentifizierung von Systembenutzern ermöglicht, basierend auf dem Prinzip, dass Quanteninformation nicht kopiert werden kann, ohne verändert zu werden. Diese Technologien bieten erhebliche Vorteile gegenüber aktuellen Sicherheitstoken und könnten in verschiedenen Bereichen Anwendung finden, darunter sichere Authentifizierung, Datenspeicherung und digitale Signaturen.
Forschung und Entwicklung im Bereich Quantenspeicher
Ein zentrales Anliegen des Projekts ist die Weiterentwicklung von Quantenspeichern, die für die Realisierung von Quantentoken entscheidend sind. Der BMBF-Wettbewerb hebt die Herausforderungen hervor, mit denen die Forschung konfrontiert ist, insbesondere die oft begrenzte Lebensdauer der Quantenzustände in den aktuellen Speichermethoden. Die verschiedene Ansätze zur Speicherung von Quanteninformationen, wie eingefangene Atome und Farbzentren, zeigen derzeit Speicherzeiten im Millisekundenbereich, die für Quantentoken-Systeme nicht ausreichen. Eine zielgerichtete Forschung ist notwendig, um die Lebensdauer und die Kohärenzzeiten dieser Systeme zu verbessern, wodurch der Weg zu einer robusteren Quantenkommunikationsinfrastruktur geebnet werden kann.
Zusammen mit den Verbesserungsthemen wird auch auf die Notwendigkeit der technischen Anschlussfähigkeit zu bestehenden Infrastrukturen hingewiesen. Um den Erfolg der geförderten Projekte messbar zu machen, ist eine Expertenjury vorgesehen, die auf Basis spezifischer Kennzahlen die Fortschritte bewertet. Es ist geplant, innerhalb von drei Jahren messbare Verbesserungen in der Entwicklung eines Quantenspeichers oder in Systemen zur Realisierung von Quantentoken zu erreichen.
Veranstaltungen und Netzwerke zur Förderung der Quantenkommunikation
Das Interesse an der Quantenkommunikation in Deutschland stößt auf eine Reihe von Veranstaltungen, die darauf abzielen, Fortschritte zu präsentieren und neue Perspektiven aufzuzeigen. Am 17. Oktober 2024 fand beispielsweise das „Forum für die Quantenkommunikation in Deutschland“ am Fraunhofer HHI statt. Staatssekretär Dr. Roland Philippi betonte dabei die Bedeutung der Forschungsförderung des BMBF zur Stärkung der IT-Sicherheit und technologischen Souveränität Deutschlands. In diesem Rahmen werden Initiativen wie QuNET präsentiert, die bereits an der Demonstration einer quantengesicherten Datenübertragung gearbeitet haben, während QR.X die Quantenteleportation als Schlüsseltechnologie für zukünftige Quantennetzwerke hervorhebt.
In ähnlicher Weise verfolgt die Initiative SQuaD das Ziel, den Technologietransfer zu fördern und ein Innovationsökosystem im Bereich der Quantenkommunikation aufzubauen. Die Veranstaltung umfasste Diskussionen über Forschung, Entwicklung und Anwendungen sowie Möglichkeiten zur Ausbildung und Karriere in diesem zukunftsträchtigen Bereich. Auch Kioske, die Forschungsprojekte in der Quantenkommunikation präsentierten, ermöglichten es den Teilnehmern, sich direkt über die neuesten Entwicklungen zu informieren.
Die Entwicklungen in der Quantenkommunikation stehen nicht nur für den Fortschritt in der Forschung, sondern auch für eine Chance zur Verbesserung der digitalen Sicherheitsinfrastruktur in Deutschland. Weitere Informationen dazu sind auf berlinquantum.de verfügbar.
