Mit dem Beginn des Jahres 2025 startet ein bedeutendes Forschungsprojekt in Deutschland, das die Entwicklung von Quantenrepeatern zum Ziel hat. Diese hochmodernen Geräte sind entscheidend für die Schaffung quantensicherer Netzwerke, die gegen IT-Sabotage, Spionage und hybride Kriegsführung gewappnet sind. Im Rahmen des Projekts „Quantenrepeater.Net (QR.N)“ wird ein Konsortium bestehend aus der ComNets-Professur der TU Dresden sowie 41 weiteren Partnern aus Forschung und Industrie arbeiten. Das Bundesforschungsministerium fördert das Vorhaben mit 20 Millionen Euro über die nächsten drei Jahre.
Ein Kernziel des Projekts ist es, Konzepte von Quantenrepeatern auf Teststrecken außerhalb von Laborumgebungen zu demonstrieren. Diese können nicht nur sichere Informationsübertragungen über größere Distanzen ermöglichen, sondern sind auch ein wichtiger Beitrag zur quantengesicherten IT-Infrastruktur und zur Vernetzung zukünftiger Quantencomputer. Ein weiterer Aspekt, der von Caspar Arndt Hopfmann von der ComNets-Professur hervorgehoben wird, sind die Herausforderungen, die mit der Herstellung und dem Einsatz dieser Technologie verbunden sind.TU Dresden berichtet, dass die hohe Qualität der Quantenzustände entscheidend für die Kommunikationsfähigkeit im Quantennetzwerk ist.
Die Rolle der Quantenrepeater
Quantenrepeater gelten als Schlüsseltechnologien für die sichere Datenübertragung und schützen vor Angriffen durch moderne und zukünftige Quantencomputer. Diese Technologie ermöglicht nicht nur die Speicherung und Weiterverteilung von Quantenzuständen, sondern auch den Transport solcher Zustände über längere Distanzen. Um den Quantenvorteil bei der Übertragung zu realisieren, wird an der Implementierung von Fehlerkorrekturen für leistungsstarke Quantenrepeater gearbeitet.Forschung IT-Sicherheit Kommunikationssysteme hebt hervor, dass das Projekt QR.N darauf abzielt, Quantenrepeater-Strecken mit mehr als zwei Knoten zu demonstrieren.
Die Hardware der Quantenrepeater basiert auf verschiedenen physikalischen Systemen, darunter Atome, Ionen und Halbleiter-Quantenpunkte. Durch eine hybride Kombination dieser Systeme und die Entwicklung systemübergreifender Protokolle sollen hardware-unabhängige Quantenrepeater ermöglicht werden. Dies wird nicht nur in typischen Universitätslabors erforscht, sondern auch in realistischen Testumgebungen.
Gesellschaftliche Relevanz und wirtschaftliche Perspektiven
Die Bedeutung sicherer Kommunikation wird auch in der breiteren gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Debatte deutlich, insbesondere zur Sicherung kritischer Infrastrukturen. Wie eine Studie des Fraunhofer ISI und der Universität des Saarlandes zeigt, ist Quantenkommunikation eine vielversprechende Lösung, um die Herausforderungen durch herkömmliche Kryptografie zu bewältigen, die zunehmend durch Quantencomputer bedroht wird.Fraunhofer ISI orange miteinander verbundenen Marktreife der Quantenkommunikationstechnologien in drei Generationen, wobei die erste Generation bereits marktreif ist, jedoch mit hohen Kosten und mangelnden Zertifizierungen kämpft.
Die Prognosen für den globalen Umsatz im Bereich der Quantenkommunikation sind ebenfalls vielversprechend. Der Umsatz wird von 1,7 Milliarden Euro im Jahr 2023 auf schätzungsweise 5,8 Milliarden Euro bis 2030 ansteigen, wobei jährliche Wachstumsraten zwischen 15 und 25 Prozent erwartet werden. Die strategische Bedeutung der Quantenkommunikation wird weltweit anerkannt, was die Entwicklung und Förderung dieser Technologien als essenziell erachtet.
Die Entwicklung von Quantenrepeatern und deren Implementierung in die IT-Infrastruktur ist nicht nur ein technisches Unterfangen, sondern auch ein wichtiger Schritt zur Stärkung der technologischen Souveränität Deutschlands und Europas. Die Zusammenarbeit von Industrie, Forschung und Politik ist dabei entscheidend, um die Herausforderungen der Quantenkommunikation zukunftssicher zu meistern.