DPG ver­öf­fent­licht Sam­mel­band zur Phy­sik

Der 2025 ver­öf­fent­lich­te Sam­mel­band Phy­sik: Erkennt­nis­se und Per­spek­ti­ven bie­tet eine umfas­sen­de Bestands­auf­nah­me der Phy­sik im Kon­text der Deut­schen Phy­si­ka­li­schen Gesell­schaft (DPG) und rich­tet zugleich den Blick auf zukünf­ti­ge Ent­wick­lun­gen. Mehr als 200 Physiker:innen aus ver­schie­dens­ten Fach­be­rei­chen gewäh­ren Ein­bli­cke in die Welt der Phy­sik – von der Erfor­schung der kleins­ten Teil­chen bis zu den Wei­ten des Uni­ver­sums. Im Kapi­tel “Wir­kung – Anwen­dun­gen, Inno­va­tio­nen und gesell­schaft­li­che Rele­vanz” steht auch das The­ma Quan­ten im Fokus.

Neben Bei­trä­gen zu Quan­ten­bits und Quan­ten­com­pu­tern ent­hält der Sam­mel­band ein Teil­ka­pi­tel zur Quan­ten­kom­mu­ni­ka­ti­on (S. 203–204). Prof. Dr. Chris­toph Becher und Prof. Dr. Harald Wein­fur­ter erläu­tern dar­in die Vor­tei­le der Quan­ten­kom­mu­ni­ka­ti­on für die abhör­si­che­re Daten­über­tra­gung mit­tels Quan­ten­kryp­to­gra­fie sowie Quan­ten­te­le­por­ta­ti­on.

Im Zen­trum steht das BB84-Pro­to­koll, das 1984 von Charles H. Ben­nett und Gil­les Bras­sard vor­ge­schla­gen wur­de und als Grund­prin­zip der Quan­ten­schlüs­sel­ver­tei­lung (engl. Quan­tum Key Dis­tri­bu­ti­on, QKD) gilt. Anders als klas­si­sche Ver­schlüs­se­lungs­ver­fah­ren, deren Sicher­heit oft von mathe­ma­ti­scher Kom­ple­xi­tät abhängt, beruht Quan­ten­kryp­to­gra­fie auf fun­da­men­ta­len Geset­zen der Phy­sik und ermög­licht dadurch eine nach­weis­ba­re Sicher­heit. Die Autoren erklä­ren die quan­ten­me­cha­ni­schen Grund­la­gen und den Nut­zen der Ver­tei­lung ver­schränk­ter Zustän­de – ein Phä­no­men, das auch die Quan­ten­te­le­por­ta­ti­on ermög­licht, also die Über­tra­gung des Zustands eines Teil­chens auf ein ande­res, unab­hän­gig von der Ent­fer­nung. So las­sen sich Quan­ten­sen­so­ren und Quan­ten­com­pu­ter ver­net­zen und per­spek­ti­visch Quan­ten­netz­wer­ke auf­bau­en. Zur Über­brü­ckung gro­ßer Distan­zen sind Quan­ten­re­pea­ter nötig, die die Ver­schrän­kung zwi­schen belie­bi­gen Kno­ten­paa­ren im Netz­werk her­stel­len und so die siche­re Ver­tei­lung von Quan­ten­schlüs­seln auch über wei­te Stre­cken ermög­li­chen. Mehr zur abhör­si­che­ren Kom­mu­ni­ka­ti­on durch Quan­ten­kom­mu­ni­ka­ti­on fin­det sich im DPG-Sam­mel­band.

Quel­len­nach­wei­se: https://www.dpg-physik.de/veroeffentlichungen/publikationen/broschueren-buecher/physik-erkenntnisse-und-perspektiven; https://www.dpg-physik.de/veroeffentlichungen/publikationen/broschueren-buecher/physik-erkenntnisse-perspektiven_bildschirm.pdf