Neuer Weltrekord in der Quantenkryptographie

Wissenschaftler des Cambridge Research Laboratory von Toshiba haben erstmals eine quantenkryptographische Verbindung über eine Distanz von 100 Kilometern aufgebaut. Im Dezember 2002 hatten Wissenschaftler von Mitsubishi eine quantenkryptograpische Verbindung über 87 Kilometer realisiert.

Quantenkryptographische Systeme sind -- zumindest theoretisch -- absolut abhörsicher. Die Information wird in Photonen kodiert. Versucht ein Spion die Photonen abzufangen, muss er den quantenmechanischen Zustand des abgefangenen Photons messen und legt damit diesen Zustand fest. Mittels einer statistischen Analyse der empfangenen Photonen merken Sender und Empfänger sofort, ob jemand ihrer Übertragung gelauscht hat.

In der Praxis haben die Konstrukteure eines solchen Systems hauptsächlich mit zwei Schwierigkeiten zu kämpfen: Eigentlich darf der Sender immer nur ein Photon auf einmal senden. Schickt er einen ganzen Klumpen Photonen los, die alle dieselben Eigenschaften haben, kann ein Spion ein Photon aus dieser Lieferung abzweigen, ohne die Übertragung zu stören. Das Signal ist also idealerweise immer sehr schwach. Dazu kommt das Rauschen im Detektor und den Verstärkern, das der Quantum Bit Error Rate überlagert ist.

Die Wissenschaftler von Toshiba verwendeten phasenkodierte Laserpulse und extrem rauscharme, empfindliche Detektoren und konnten so über 100 km quantenkryptographische Schlüssel mit 15 Bit pro Sekunde austauschen. Technische Einzelheiten wollen die Wissenschaftler diese Woche auf einer Fachkonferenz in Baltimore vorstellen. (wst)