Forscher der Shanghai Jiao Tong Universität haben mit der Entwicklung eines sicheren Quantenkommunikationsnetzwerks, das eine Reichweite von 300 Kilometern umfasst, einen bedeutenden Fortschritt in der Quantenkommunikation erzielt. Dieses Netzwerk ist in der Lage, Abhörversuche zu erkennen und stellt somit einen praktischen interurbanen Anwendungsbereich dar.

Das Team, das den Durchbruch geleitet hat, erzielt eine Quantenzustandsgenauigkeit von über 85 Prozent bei der Übertragung zwischen Nutzern im Netzwerk. Dies wurde in der Fachzeitschrift Science Bulletin veröffentlicht, die auch die Bedeutung der Forschung hinsichtlich der Einschränkungen von Quantennetzen, wie Übertragungsdistanz und Nutzerkapazität, hervorhebt.

Das entwickelte Netzwerk nutzt eine doppelt gepumpte, erweiterbare und vollständig verbundene Architektur, die effektiv in lauten Umgebungen funktioniert. Diese Technologie erreicht eine stabile Photon-Paar-Rate, die theoretisch Kommunikationsgeschwindigkeiten von mehreren Bits pro Sekunde ermöglicht.

Der Erfolg des Shanghai-Teams folgt einem Rekord eines Peking-Teams, das im Februar eine direkte Quantenkommunikation über Standard-Glasfaser mit einer Übertragungsdistanz von über 100 Kilometern demonstriert hat.

Die Grundidee der Quanten-Direktkommunikation wurde zuvor von Forschern der Tsinghua-Universität vorgeschlagen, die sichere Kommunikation ermöglicht, indem sie Quantenzustände zur Erkennung und Verhinderung von Abhörversuchen sowie zur Vereinfachung von Verwaltungsprozessen verwenden.

Die QSDC-Systeme könnten in Bereichen mit extrem hohen Anforderungen an die Informationssicherheit, wie zum Beispiel im Finanzwesen, weit verbreitet eingesetzt werden, da sie die Sicherheit sensibler Daten gewährleisten.

Diese Quantenkommunikationstechnologie ergänzt die bestehende Methode der Quanten-Schlüsselverteilung (QKD), die ebenfalls hohe Sicherheitsstandards verspricht und das Potenzial hat, die Grundlage für ein zukünftiges globales Quanteninternet zu bilden.

Ein internationales Team unter der Leitung chinesischer Wissenschaftler hat in einem weltweiten Novum eine Echtzeit-Quantenkommunikation über enorme Entfernungen von mehr als 12.900 Kilometern zwischen China und Südafrika demonstriert, indem es einen Satelliten verwendete.