China realisiert mit CN-QCN großflächiges Quantenkommunikationsnetzwerk:
Die zunehmende Entwicklung von Quantencomputern stellt eine ernstzunehmende Bedrohung für klassische Verschlüsselungsverfahren dar, die auf der Komplexität mathematischer Funktionen basieren. Aufgrund ihrer enormen Rechenleistung können Quantencomputer die derzeit eingesetzten Algorithmen in kürzester Zeit entschlüsseln. Genau hier setzt die Quantenkommunikation an: Sie bietet völlig neue, sichere Wege der Datenübertragung. Die Quantenschlüsselverteilung (engl. Quantum Key Distribution, QKD), die die Prinzipien der Quantenmechanik nutzt, ermöglicht einen sicheren Schlüsselaustausch und hat sich als wegweisende Technologie erwiesen, um der Bedrohung durch Quantencomputer entgegenzuwirken.
Vor diesem Hintergrund richtete China im Jahr 2020 ein integriertes Weltraum-Boden-Quantenkommunikationsnetzwerk ein, mit zunächst 32 Backbone-Knoten und vier Stadtnetzen. Die jüngsten Fortschritte beim Aufbau des sogenannten China Quantum Communication Network (CN-QCN) wurden nun in einem neuen Paper vorgestellt. CN-QCN ist ein betriebsbereites, weitreichendes QKD-Netzwerk auf Basis vertrauenswürdiger Relais mit einer Reichweite von über 10.000 Kilometern. Es besteht aus 145 faserbasierten Backbone-Knoten und 20 Stadtnetzen, die 17 Provinzen und 80 Städte abdecken, sowie sechs Bodenstationen, die mit dem Mikrosatelliten Jinan‑1 verbunden sind.
Mit seiner Größe übertrifft CN-QCN nicht nur seinen Vorgänger, das Beijing-Shanghai Backbone Network (BSBN), sondern macht auch entscheidende Fortschritte bei hybriden QKD-Vernetzungen verschiedener Typen sowie beim Betrieb und der Wartung großflächiger Quantennetzwerke. Der neue Artikel beschreibt die Netzwerkarchitektur, die QKD-Implementierung und die langfristige Leistung von CN-QCN und legt damit den Grundstein für eine breite Anwendung von QKD in China.