Quantenkommunikation über weite Strecken zu ermöglichen, das ist das Ziel des Infrastrukturprojekts „„Austrian Quantum Fiber Network (AQUnet)“, das von der FFG gefördert, von ACONET koordiniert und mit Beteiligung der TU Wien, der Universität Wien, der Universität Innsbruck und des Bundesamts für Eich- und Vermessungswesen umgesetzt wird. Dafür soll ein Glasfasernetz aufgebaut werden, mit Hilfe dessen Forschungseinrichtungen Quanteninformation übermitteln und Präzisionsmessungen durchführen können. Österreich ist mit diesem Projekt aber nicht allein, sondern plant dieses Vorhaben mit Blick auf ähnliche europäische Initiativen, die dann gemeinsam ein Vorbild für ein weltweites Quanten-Internet darstellen könnten. In Österreich kann man bereits auf erfolgreiche Kooperationen im Bereich Dateninfrastruktur bauen, entstand mit dem ACONET schon ein Hochleistungsdatennetz für Wissenschaft, Bildung und Kultur unter Nutzung des klassischen Datenaustauschs. Den Schritt in Richtung Quantenkommunikation mitzugehen, liegt daher auf der Hand.

Ziel des Projekts ist es, ein österreichweites Netz aus Glasfaserleitungen aufzubauen, das für den Austausch von Quanteninformationen geeignet ist. Und auch wenn man sich vorerst auf die innerösterreichische Ost-West-Achse zwischen Wien und Innsbruck konzentriert, gibt es bereits geeignete Partner in ganz Europa, die für eine Ausweitung in Frage kämen. „Erkenntnisse aus dem Bereich der Quantentechnologien entwickeln sich rasend schnell. Mit einer Ost-West-Verbindung innerhalb Österreichs legt unser Projekt den Grundstein, um sich dann innerhalb Europas weiter zu vernetzen“ sagt Bernd Logar, Vorsitzender des ACONET Vereins und CIO der TU Wien. Das Projekt kann sich auf einen guten strategischen Unterbau verlassen, schließlich ist der Ausbau von Glasfaserinfrastruktur in Österreich und die Stärkung der Forschung als Innovation Leader bereits in der Digital Roadmap Austria, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster konkret angesprochen.

Tausendsassa Quanteninformation

Anwendungsmöglichkeiten für das Quanteninternet gäbe es zahlreiche und sie entwickeln sich rasant weiter: Abhörsichere Quantenkommunikation wäre genauso möglich wie Erdbebenwarnungen oder auch Präzisionsmessungen. Mit Thorsten Schumm vom Atominstitut der TU Wien hat das Projekt einen ausgewiesenen Experten auf diesem Gebiet als Initiator mit an Bord. Zuverlässige Quantenkommunikation könnte auch ein bisher unbekanntes Niveau an Datensicherheit ermöglichen, indem garantiert abhörsicherer Austausch von Daten möglich wäre. Nach den grundlegenden Gesetzen der Quantenphysik würde nämlich jeder Abhörversuch die Quanteneigenschaften der Information zerstören und diese somit unbrauchbar machen.

Alle Anwendungen basieren auf demselben Prinzip: So genannte quantenverschränkte Photonen werden erzeugt. Es handelt sich dabei um Lichtteilchen, die sich nicht individuell beschreiben lassen, sondern die sich bestimmte physikalische Eigenschaften „teilen“, auch wenn sie sich in entgegengesetzten Richtungen durch Glasfasern bewegen. Die große Herausforderung ist derzeit noch, diese Verschränkung stabil zu halten – auch über längere Entfernungen – und sie auf kontrollierte und zuverlässige Weise für technologische Anwendungen zu nutzen. Derzeit ist das noch Zukunftsmusik, an der aber zwischen Innsbruck und Wien intensiv geforscht wird.

Das Infrastrukturprojekt „Austrian Quantum Fiber Network - AQUnet“ startet im Mai 2021 und ist auf fünf Jahre ausgelegt.