PTB-Beitrag erklärt, wie Daten vor den Risiken zukünftiger Quantencomputer geschützt werden können –
Quantencomputer gelten als ernsthafte Bedrohung für viele der heute eingesetzten Verschlüsselungsverfahren, da sie etablierte kryptografische Algorithmen künftig effizient brechen könnten. Vor diesem Hintergrund wächst der Bedarf an quantensicheren Kommunikationslösungen – insbesondere für sensible Daten und kritische Infrastrukturen. Ein Mitte Dezember 2025 erschienener Newsletterbeitrag der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) ordnet diese Herausforderung ein und gibt einen Überblick über mögliche Schutzstrategien.
Ein zentraler Ansatz für quantensichere Kommunikation ist die Quantenschlüsselverteilung (engl. Quantum Key Distribution, QKD), deren Sicherheit nicht auf mathematischer Komplexität, sondern auf den Gesetzen der Quantenmechanik beruht. Abhörversuche lassen sich dabei physikalisch nachweisen, da jede Messung den Quantenzustand der übertragenen Photonen notwendig verändert. Als Ergänzung dazu wird die sogenannte Post-Quanten-Kryptografie (PQK) erforscht: Dabei handelt es sich um klassische Verschlüsselungsverfahren, die auf besonders komplexen mathematischen Problemen beruhen und auch Angriffen durch Quantencomputer standhalten sollen. Hybride Ansätze, die viele IT-Expert:innen fordern, kombinieren QKD und PQK und nutzen so die Vorteile beider Verfahren für eine abhörsichere Schlüsselübertragung.
Für die praktische Umsetzung der QKD sind hochpräzise und verlässliche Messverfahren entscheidend. Die PTB in Braunschweig verfügt über moderne Messplätze, an denen Photonenquellen, Einzelphotonendetektoren und komplette QKD-Systeme umfassend charakterisiert werden können. In den Laboren lassen sich sowohl Glasfaser- als auch Freistrahl-Systeme unter realen Bedingungen testen – inklusive rückführbarer Messungen und klar definierter Unsicherheiten. Diese Infrastruktur unterstützt insbesondere Start-ups und Industriepartner dabei, neue Technologien aus der Grundlagenforschung in marktreife Anwendungen – und damit den Alltag der Menschen – zu überführen.
Neben der Charakterisierung einzelner Komponenten erfordert quantensichere Kommunikation leistungsfähige Testumgebungen und vernetzte Infrastrukturen. In Deutschland existiert bereits eine Vielzahl an Teststrecken für die Quantenkommunikation, die im Rahmen des Schirmprojekts Quantenkommunikation Deutschland (SQuaD) systematisch erfasst werden. SQuaD bündelt diese Aktivitäten, vernetzt Akteur:innen aus Forschung, Wirtschaft und Industrie und schafft so eine zentrale Anlaufstelle für Expertise und Infrastruktur. Ziel ist es, den Übergang von isolierten Demonstratoren hin zu skalierbaren, interoperablen Quantennetzen zu ermöglichen und damit die Grundlage für eine sichere, zukunftsfähige Kommunikationsinfrastruktur in Deutschland zu legen. Hier geht es zum Newsletterbeitrag.
Quellennachweis: Newsletterbeitrag PTB