Vor dem Quanten-Computer das superschnelle Quanten-Internet?

Das Quantum Teleportations-System von IN-Q-NET

44 Kilometer sind keine beeindruckenden Entfernung, aber in diesem Fall trotzdem ein Meilenstein der Digitaltechnik. Ineinander verschränkte Qubits transportieren eine nicht vorstellbare Menge an Informationen, nun ist es erstmals gelungen, dass die Treffsicherheit der reisenden Lichtpartikel bei mehr als 90% lag. Und: dieses Experiment des Forschungsverbundes IN-Q-NET ist wiederholbar und funktioniert mit bereits vorhandenen Transportwegen, also auch herkömmlichen Glasfaserleitungen.


Würde dieses Quanten-Internet alltagstauglich werden, dann wäre es ein Netzwerk, in dem in Qubits gespeicherte Informationen über große Entfernungen ausgetauscht und die Bereiche sichere Kommunikation, Datenspeicherung, Präzisionssensorik und Computing gleichermaßen verändert werden. High-Fidelity-Quanten-Teleportation ist essentiell für sichere Langstrecken-Kommunikation. Die jetzt in dem Physikmagazin PRX Quantum veröffentlichte Arbeit von IN-Q-Net beschreibt zum ersten Mal eine anhaltende Teleportation von Zeit-Bin-Qubits über große Entfernungen (44 km Glasfaser) mit bislang nie erreichter Zuverlässigkeit (>90%).


Die Messungen werden auf den von IN-Q-TEL unterstützen Caltech- und Fermilab-Quantennetzwerk-Testbetten (CQNET, FQNET) durchgeführt (IN-Q-NET wurde 2017 gemeinsam von Caltech, AT&T, Fermi National Accelerator Laboratory und dem Jet Propulsion Laboratory gegründet). Die verwendeten Teleportations-Systeme, die sowohl mit der bestehenden Telekommunikationsinfrastruktur als auch mit neu entstehenden Quantenverarbeitungs- und -speichergeräten kompatibel sind, stellen einen wichtigen Meilenstein auf dem Weg zu einem praktischen Quanteninternet dar. Diese Netzwerke werden eingesetzt, um die Rate der Verschränkungsverteilung zu verbessern, wobei der Schwerpunkt auf komplexen Quantenkommunikationsprotokollen und Grundlagenforschung liegt.


Aber ausnahmsweise wird die Forschung am Internet der übernächsten Generation nicht ausschließlich in den USA vorangetrieben. Es waren Wiener Physiker, die vor zwei Jahren erstmals ein Glasfasernetzwerk aufgebaut hatten, mit dem mehrere Teilnehmer dank quantenkryptografischer Verschlüsselung abhörsicher miteinander kommunizieren konnten. Dieser Versuch gilt als Geburtsstunde des Quanteninternets, dass eine völlig abhör- und Hacker-sichere Kommunikation ermöglichen soll. Zumindest solange, bis auch Hacker im Besitz von Quantencomputern sind, die möglicherweise sogar die auf unterschiedlichen Photonen gespeicherten Informationen berechnen können.