Wichtiger Schritt zum Quanteninternet: Forscher haben erstmals eine Quantenbotschaft über ein ganz normales Seekabel verschickt – und einen Reichweiten-Rekord erzielt. Denn die verschränkten Photonen reisten einmal von Malta nach Sizilien und zurück, dies entspricht einer Strecke von 192 Kilometern. Trotz dieser Entfernung blieben die Quantensignale ohne besondere Anpassungen an der Leitung stabil und nachweisbar, wie die Wissenschaftler berichten.
Die Quantenkryptografie gilt als besonders abhörsichere Kommunikationsmethode. Möglich wird dies durch Nutzung von verschränkten Lichtteilchen als Informationsträgern: Weil jede Zustandsänderung eines verschränkten Photons auch den Zustandswechsel beim Partner bewirkt, lässt sich so Information instantan, manipulationssicher und über große Entfernungen hinweg übertragen. Bisher wurde eine solche Quantenkommunikation bereits in städtischen Glasfasernetzen umgesetzt, aber auch per Satellit zwischen Kontinenten.
Untersee-Übertragung zwischen Malta und Sizilien
Jetzt ist es Forschern erstmals gelungen, eine quantenverschlüsselte Nachricht auch über ein ganz normales Seekabel zu verschicken. Das Besondere daran: In solchen Glasfaserkabeln nimmt die Stärke optischer Signale mit zunehmender Strecke ab, auch verschränkte Photonen können dabei verloren gehen. „Die größte Sorge ist dabei die Anfälligkeit gegenüber Umwelteinflüssen, wie der Bewegung oder den Temperaturveränderungen entlang der Leitung“, erklären Sören Wengerowsky vom Institut für Quantenoptik und Quanteninformation in Wien und seine Kollegen.
Ob sich Quantenbotschaften auch über normale Glasfaser-Seekabel verschicken lassen und wie groß die Reichweite ist, haben Wengerowsky und sein Team nun getestet. Dafür erzeugten sie zunächst Photonenpaare, die über ihre Polarisation miteinander verschränkt waren: Verändert sich bei einem dieser Lichtteilchen durch Messung die Schwingungsebene, geschieht dies automatisch auch beim verschränkten Partner. Für ihren Test maßen die Forscher die Polarisation eines Photonenpartners direkt vor Ort, den anderen Partner sendeten sie über ein Seekabel von Malta nach Sizilien und zurück.