Quantencodes spuken über den Dächern von Schanghai


Chinesische Forscher nehmen eine wichtige Hürde bei der Quantenkommunikation: Quantencodes lassen sich mit Lichtpulsen kilometerweit direkt durch die Luft übertragen – und das jetzt sogar innerhalb von Millionenstädten.

Manfred Lindinger | Frankfurter Allgemeine Zeitung

Schanghais Stadtbezirk Pudong, als großes Finanzzentrum bekannt, war Schauplatz für ein spektakuläres Quantenexperiment. Bild: AFP

Dank großer Fortschritte in der Quantenkryptografie lassen sich Quantencodes mittlerweile über große Distanzen mit Hilfe von Lichtpulsen oder einzelnen Photonen sicher übermitteln. Als Übertragungsmedium nutzt man bei solchen empfindlichen Experimenten häufig Glasfasern. Quantenmechanisch verschlüsselte Botschaften können aber auch direkt durch die Atmosphäre verschickt werden. Für solche Freilandversuche suchen die Forscher bevorzugt dünn besiedelte Gebiete auf, damit nur wenig Restlicht und geringe Luftturbulenzen die nächtliche Übertragung stören. Eine pulsierende Großstadt stellt für solche Unternehmungen eine ungemein größere Hürde dar. Dass es aber möglich ist, Quantenbotschaften auch innerhalb einer Millionenstadt mit Hilfe von Lichtsignalen kilometerweit frei durch die Atmosphäre zu übermitteln, haben jetzt chinesische Physiker in Schanghai demonstriert.

Für ihren Freilandversuch wählten die Forscher um Jian-Wei Pan von der Universität Hefei zwei rund 20 Kilometer Luftlinie entfernte Hochhäuser im Bezirk Pudong, auf deren Dächern sie je eine mit Lasern und Detektoren ausgerüstete Station („Alice“ und „Bob“ genannt) errichteten. Zunächst galt es, einen gemeinsamen Quantenschlüssel zu erzeugen, der es erlaubte, Nachrichten zu chiffrieren und wieder zu entschlüsseln. Dazu schickte jede Station jeweils Sequenzen kurzer Lichtpulse durch die Luft zu einer gemeinsamen, mehrere Kilometer entfernten Empfangstation.

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