Sichere Quantenanwendungen ohne spezielle Infrastruktur:
Forschende der Northwestern University in Illinois haben einen wichtigen Fortschritt für die Zukunft der Quantenkommunikation erzielt. In einem Experiment gelang es ihnen erstmals, Quanteninformationen über ein 30 Kilometer langes Glasfaserkabel zu übertragen, das gleichzeitig regulären Internetverkehr transportierte. Dies eröffnet die Möglichkeit, Quantenkommunikation mit bestehender Kommunikationsinfrastruktur zu kombinieren. Die Ergebnisse wurden nun in einem Paper veröffentlicht.
Besonders herausfordernd war es, Quanteninformationen innerhalb eines Glasfaserkabels zu teleportieren, das gleichzeitig zahlreiche Lichtteilchen aus dem regulären Datenverkehr transportiert; die empfindlichen Photonen der Quanteninformation können durch Signale des herkömmlichen Internetverkehrs leicht gestört werden. Das Team um Prof. Dr. Prem Kumar analysierte daher die Streuung des Lichts in den Glasfaserkabeln, um eine weniger frequentierte Wellenlänge für die Photonen der Quantenkommunikation zu identifizieren. Mithilfe spezieller Filter konnte das Rauschen durch den regulären Telekommunikationsverkehr weiter reduziert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Quanteninformationen selbst bei starkem Datenverkehr erfolgreich und störungsfrei übertragen werden konnten, was eine simultane Übertragung von Quanten- und klassischen Netzwerkanwendungen innerhalb einer gemeinsamen Glasfaserinfrastruktur ermöglicht.
Die Forschenden planen nun, die Experimente auf größere Entfernungen auszudehnen und die Methode in realen Glasfasernetzen zu testen. Ein Ziel liegt darin, Entanglement Swapping zu demonstrieren. Dabei werden Verschränkungen zwischen mehreren Photonenpaaren ausgetauscht, um die Reichweite der Quantenverschränkung in Kommunikationsnetzwerken zu erhöhen – ein wichtiger Schritt für die Entwicklung verteilter Quantenanwendungen.
Quellennachweis: https://news.northwestern.edu/stories/2024/12/first-demonstration-of-quantum-teleportation-over-busy-internet-cables/
