Experten zufolge ist ein Quantennetzwerk die Zukunft der sicheren Kommunikation, da jegliches Abhören sofort erkennbar ist. Chinesische Forscher haben nun verkündet, dass sie das weltweit erste integrierte Weltraum-Boden-Quantennetzwerk geschaffen hätten – ein Meilenstein auf dem Weg zur sicheren Kommunikation.

Das Glasfasernetz, das sich von Beijing bis Shanghai erstreckt und wichtige Betriebszentren in Hefei und Jinan in der Provinz Shandong hat, ist 2.000 Kilometer lang und verbindet laut der Studie über 150 industrielle Nutzer entlang der Strecke. 

Chinesische Wissenschaftler haben das weltweit erste integrierte Weltraum-Boden-Quantennetzwerk geschaffen. Diese könne eine zuverlässige, ultrasichere Kommunikation zwischen mehr als 150 Nutzern über eine Gesamtdistanz von 4600 Kilometern quer durch das Land ermöglichen, so eine am Donnerstag in der Zeitschrift „Nature“ veröffentlichte Studie.

Die Gutachter der Studie lobten die Leistung als „beeindruckend" und „futuristisch", da es sich um das weltweit größte Quantennetzwerk seiner Art handele. Außerdem sei es ein wichtiger Schritt in Richtung eines praktischen, groß angelegten Quanteninternets.

Die Quantenkommunikation wird weithin als die Zukunft der sicheren Kommunikation angesehen, da sie die besonderen Eigenschaften der Quantenmechanik zur Verschlüsselung und Weiterleitung von Daten nutzt. Daher könne sie zur Übertragung von Informationen zwischen Banken, öffentlicher Infrastruktur, Regierungsabteilungen und anderen Sektoren eingesetzt werden, in denen Sicherheit an erster Stelle steht, so die University of Science and Technology of China (USTC) in Hefei in der Provinz Anhui.

Zum Beispiel könne allein der Akt der Beobachtung eines Teilchens schon dessen Verhalten verändern. Daher würde jeder Versuch, die Quantenkommunikation abzuhören, Anomalien in die Übertragung erzeugen und entdeckt werden.

Die Kerntechnologie der Quantenkommunikation ist die Quantenschlüsselverteilung, die sich die Quantenzustände von Teilchen (zum Beispiel Photonen) zunutze macht, um einen gemeinsamen zufälligen geheimen Schlüssel zu erzeugen, der nur den kommunizierenden Parteien bekannt ist und der später zum Ver- und Entschlüsseln von Nachrichten verwendet werden kann.

In dem integrierten Netzwerk haben Wissenschaftler der USTC 700 auf der Erde installierte Glasfasern und zwei Boden-Satelliten-Verbindungen kombiniert, um so ein Quantenkommunikationsnetzwerk zu schaffen, das sich über 4.600 Kilometer erstreckt.

Das Glasfasernetz, das sich von Beijing bis Shanghai erstreckt und wichtige Betriebszentren in Hefei und Jinan in der Provinz Shandong hat, ist 2.000 Kilometer lang und verbindet laut der Studie über 150 industrielle Nutzer entlang der Strecke. Zu diesen Nutzern gehören staatliche und lokale Banken, kommunale Stromnetze und Regierungsbehörden.

Die Satelliten-Boden-Verbindungen verbinden eine Bodenbeobachtungsstation in Xinglong (Provinz Hebei) mit einer weiteren Station in Nanshan (Uigurische Autonome Region Xinjiang) über eine Entfernung von 2.600 Kilometern.

Das chinesische Team kündigte an, dass es das Quantennetzwerk in China weiter ausbauen und die Zusammenarbeit mit Kollegen aus Österreich, Italien, Russland und Kanada fortsetzen werde. Das Ziel sei es, ein größeres integriertes Weltraum-Boden-Quantennetzwerk über eine Konstellation von kleineren, kostengünstigeren Quantenkommunikationssatelliten und bodengestützten Empfängern aufzubauen. Das Team werde auch Satelliten in mittlerer und hoher Erdumlaufbahn positionieren, um Quantenkommunikation über Zehntausende von Kilometern zu ermöglichen. Diese können genutzt werden, um die Machbarkeit eines globalen Quanteninternets weiter zu testen und groß angelegte Experimente zur Quantenmechanik durchzuführen.