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Quantenschlüssel rübergebeamt

Über den Dächern von Shanghai hat eine Forschergruppe quantensichere Schlüssel getauscht, erstmals in der Großstadt über fast 20 Kilometer per Freistrahlverbindung.

Im Herzen Shanghais gelang Forschern der quantensichere Schlüsselaustausch zwischen zwei Wolkenkratzern, allerdings nur mit einer Rate von sechs Bit pro Sekunde.

Bild: picture alliance / dpa

Chinesische Forscher haben eine neue Bestmarke in der Quantenkryptografie aufgestellt: Mitten in Shanghais Finanzzentrum Pudong mit all seinen Luftturbulenzen tauschten sie per Freistrahl über 19,2 Kilometer polarisierte Photonen aus und vereinbarten damit einen quantensicheren Schlüssel. Der Quantenschlüsselaustausch (Quantum Key Distribution, QKD) nutzt quantenmechanische Effekte, um das Abhören physikalisch sicher ausschließen zu können. Ein Quantenschlüssel dient anschließend dazu, Datenaustausch oder Finanztransaktionen in öffentlichen Netzen sicher zu verschlüsseln.

Wie das Team um Professor Jian-Wei Pan von der Universität für Wissenschaft und Technik in Hefei veröffentlichte, nutzte es als Versuchsaufbau drei Hochhäuser, von denen eines als Mittelstation diente. Die Distanzen zwischen den Gebäuden betrugen 7,7 und 11,5 Kilometer. Die Außenstandorte sandten jeweils einen Code in Form polarisierter Photonen an die mittlere Station, die daraus das Interferenzsignal bildete und dieses an beide Partner zurücksandte. Gemäß MDI-QKD-Verfahren (measurement device independent QKD) können beide Partner an dem Interferenzsignal und der eigenen Codefolge statistisch sicher erkennen, ob jemand den Schlüsselaustausch abhört. Das ist eine Folge des No-Cloning-Theorems, wonach ein Lauscher ein abgefangenes polarisiertes Photon nicht perfekt kopieren kann. Das Besondere am MDI-QKD-Verfahren ist, dass selbst die zentrale Anlage nicht abhörsicher geschützt sein muss.