Mit 194 Terahertz

Österreich bekommt ein Quanten-Internet

16.02.2021

Glasfasernetz mit 194 Terahertz für den Austausch von Quanteninformation und Präzisionsmessungen.

Mit dem "Austrian Quantum Fiber Network" (AQUnet) soll ein österreichweites Netz aus Glasfaserleitungen aufgebaut werden, das für den Austausch von Quanteninformation und Präzisionsmessungen geeignet ist. Damit bekommt Österreich ein Quanten-Internet . Die Forschungsförderungsgesellschaft FFG fördert das Projekt mit 2,8 Mio. Euro, teilte die Technische Universität (TU) Wien mit. Zunächst sollen Einrichtungen in Wien und Innsbruck an das Quanten-Internet angeschlossen werden.

Mit dem auf fünf Jahre ausgelegten Projekt sollen die renommierten Quantenphysik-Gruppen in Wien und Innsbruck "auf neuartige Weise verknüpft werden", erklärte der Initiator des Projekts, Thorsten Schumm vom Atominstitut der TU Wien. Zu den akademischen Projektpartnern zählen neben der TU Wien die Universitäten Wien und Innsbruck sowie das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV).

Gruppe erster Nutzer

Dazu kommt eine Gruppe erster Nutzer wie die Österreichische Akademie der Wissenschaften (ÖAW), das Austrian Institute of Technology (AIT) und das Institute of Science and Technology (IST) Austria. "Wir gehen davon aus, dass im Laufe des Projektes weitere Partner dazu stoßen werden", sagte Schumm zur APA.

Koordiniert wird das Projekt vom Verein ACOnet als Betreiber des "klassischen" Daten-Hochleistungsnetzwerkes, das seit Jahrzehnten heimische Hochschulen und Forschungseinrichtungen miteinander verbindet. Je nachdem, was im Quanten-Internet geplant sei, könne man dabei Fasern nutzen, die bereits für den klassischen Datentransfer eingesetzt werden. Es gebe aber auch Anwendungen, die leicht gestört werden können. Für diese würden sogenannte "Dark-Fasern" benötigt. Dabei handelt es sich um Lichtleiter, die immer als Reserve mitverlegt werden und nun für das Quanten-Internet genutzt werden sollen.

Europaweites Netz geplant

Mit der Ost-West-Verbindung innerhalb Österreichs soll auch der Grundstein dafür gelegt werden, "um sich dann innerhalb Europas weiter zu vernetzen", erklärte Bernd Logar, Vorsitzender des ACOnet-Vereins. So gibt es in Frankreich, Deutschland und Tschechien ähnliche Initiativen, die mögliche Anknüpfungspunkte für das Projekt darstellen.

Bis es so weit ist, sind noch viele Fragen zu klären. Denn das Gros der bisherigen Experimente lief auf rein für die Forschung genutzten Fasern zwischen mehr oder weniger benachbarten Labors. Nun müsse geklärt werden, ob man "ein Quanten-Internet auf einem bestehenden Daten-Backbone aufsetzen kann, welche technischen Schwierigkeiten dabei auftreten, welche Umwelteinflüsse es gibt, wie weit man Quanteninformation störungsfrei weiterleiten kann, usw.", betonte Schumm.

So liegt die bisherige Reichweite des sichersten Protokolls für Quantenkommunikation bei nur einigen zehn Kilometern. Das bedeutet, dass für das Quanten-Internet Repeater-Stationen eingebaut werden müssen, an denen zurzeit aber erst geforscht wird.

Einsatzgebiete

Die Anwendungsmöglichkeiten beschränken sich nicht nur auf abhörsichere Quanten-Kommunikation. Das Quantennetzwerk soll auch hochpräzise optische Zeit- und Frequenzmessung ermöglichen, verweist Schumm auf die Expertise seiner Forschungsgruppe an der TU Wien. So würden damit Hochpräzisions-Messverfahren ermöglicht; etwa wie Atomuhren an unterschiedlichen Positionen unterschiedlich ticken. Damit könne man winzige Änderungen im Abstand oder Höhenunterschied der Atomuhren erfassen und damit "mehr über das Verhalten der Erde lernen, bis hin zu Erdbebenvorhersagen", so Schumm.

Früher konnte man über das Telefon den Kammerton A und damit eine zertifizierte Frequenz von 440 Hertz abrufen. Über das Quanten-Internet soll nun quasi ein optischer Kammerton A, der allerdings bei 194 Terahertz schwingt, verteilt werden, um derartige hochpräzise Messungen zu ermöglichen.

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