• IT-Karriere:
  • Services:

Quantencomputer: Quantennetz mit Rauschunterdrückung

Quantenkommunikation ist abhörsicher, aber störanfällig. Wissenschaftler aus Österreich haben ein neues Protokoll entwickelt, das die Übertragung von Quantenbits verbessern soll.

Artikel von Dirk Eidemüller veröffentlicht am
Versuchsaufbau für Quantencomputer (Symbolbild): Kühlen auf 20 Millikelvin
Versuchsaufbau für Quantencomputer (Symbolbild): Kühlen auf 20 Millikelvin (Bild: IQOQI)

Die Quanten kommen: Alles Wissenswerte über Quantenthemen erfahren Sie auch auf der Konferenz von Golem.de am 23. Juni in Berlin!

Weitere Artikel vorlesen lassen:


Die Kommunikation in einem Quantennetzwerk hat eine entscheidende Qualität, die sie gleichermaßen attraktiv für Geheimdienste wie für Dissidenten, für Militärs wie für Unternehmen macht: Sie ist prinzipiell abhörsicher. Gelingt es beiden - oder mehreren - Parteien einer Quantenkommunikation, Nachrichten auf Basis einzelner Quantenbits auszutauschen, so können sie jeden Abhörversuch sofort enttarnen. Zwar steckt auch hier der Teufel im Detail: Denn die Schnittstellen solcher Netzwerke müssten gesichert werden, und es sollten nicht mehrere Photonen pro Quantenbit in der Leitung sein, von denen ein Lauscher dann eben doch eines unentdeckt abgreifen könnte. Ist alles richtig implementiert, versprechen Quantennetze aber maximale Sicherheit.

Inhalt:
  1. Quantencomputer: Quantennetz mit Rauschunterdrückung
  2. Ein störungsresistentes Protokoll

Eine andere Anwendung, die für viele Wissenschaftler noch größere Relevanz hat, ist die Kommunikation mit Quantenbits, um in Rechenverbünden von Quantencomputern verteilte Datenverarbeitung zu realisieren. Damit könnte man neuartige Eigenschaften von Materialien und Medikamenten designen und Probleme aus der Quantenchemie mit bislang unerreichbaren Möglichkeiten angehen.

Mikrowellen stören die Übertragung von Quantenbits

Das Problem mit dem Transport von Quantenbits: Einzelne Photonen, die man durch eine Leitung schicken will, sind außerordentlich empfindlich gegenüber äußeren Störungen. Ausgerechnet Mikrowellen, die sich hervorragend zur Datenübertragung eignen, haben im Quantenbereich einen entscheidenden Nachteil. Zwar arbeiten etliche vielversprechende Konzepte für Quantencomputer mit supraleitenden Quantenbits, die sich mit Hilfe von Mikrowellen transportieren lassen.

Doch die notwendigen Temperaturen für solche Mikrowellenleiter sind extrem tief: Sie liegen im Bereich von rund 20 Millikelvin, die sich nur mit technisch sehr aufwändigen Helium-Mischungskryostaten erreichen lassen. Erst so knapp über dem absoluten Nullpunkt spielt das thermische Rauschen praktisch keine Rolle mehr. Man vergleiche damit den kosmischen Mikrowellenhintergrund, den Nachhall des Urknalls, der das Universum erfüllt und bei einer Temperatur von ungefähr drei Kelvin strahlt. Bereits bei solch tiefen Temperaturen kommt also so viel thermisches Rauschen ins Spiel, dass das Quantensignal von der Wärmestrahlung völlig überlagert und unbrauchbar wird.

Stellenmarkt
  1. Hays AG, Ansbach
  2. SAUTER Deutschland Sauter-Cumulus GmbH, Freiburg im Breisgau

Genau an diesem Punkt greift nun die Arbeit von zwei Forschungsgruppen der Universität Innsbruck und der TU Wien an. "Das Neue an unserem Protokoll ist, dass wir zeigen, wie man Quanteninformation auch mit Hilfe von Mikrowellensignalen über weite Distanzen übertragen kann", sagt Peter Rabl von der TU Wien.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed
Ein störungsresistentes Protokoll 
  1. 1
  2. 2
  3.  


Anzeige
Spiele-Angebote
  1. 15,99€
  2. 51,90€ (Release 12. Februar)
  3. (u. a. Star Wars: Knights of the Old Republic II - The Sith Lords für 1,99€, Star Wars Empire at...

Folgen Sie uns
       


Canon EOS R5 - Test

Canons spiegellose Vollformatkamera EOS R5 kann Fotos mit 45 Mpx aufnehmen und Videos in 8K - aber Letzteres nur mit Einschränkungen.

Canon EOS R5 - Test Video aufrufen
Donald Trump: Das große Unbehagen nach der Twitter-Sperre
Donald Trump
Das große Unbehagen nach der Twitter-Sperre

Die IT-Konzerne gehen wie in einer konzertierten Aktion gegen Donald Trump und dessen Anhänger vor. Ist das vertretbar oder ein gefährlicher Präzedenzfall?
Eine Analyse von Friedhelm Greis

  1. Reaktion auf Kapitol-Sturm Youtube sperrt Trump-Kanal für mindestens eine Woche
  2. US-Wahlen Facebook erwägt dauerhafte Sperre Trumps
  3. Social Media Amazon schaltet Parler die Server ab

Boeing 737 Max: Neustart mit Hindernissen
Boeing 737 Max
Neustart mit Hindernissen

Die Boeing 737 ist nach dem Flugzeugabsturz in Indonesien wieder in den Schlagzeilen. Die Version Max darf seit Dezember wieder fliegen - doch Kritiker halten die Verbesserungen für unzureichend.
Ein Bericht von Friedrich List

  1. Flugzeug Boeing erhält den letzten Auftrag für den Bau der 747
  2. Boeing 737 Max Boeing-Strafverfahren gegen hohe Geldstrafe eingestellt
  3. Zunum Luftfahrt-Startup verklagt Boeing

Quereinsteiger: Mit dem Master in die IT
Quereinsteiger
Mit dem Master in die IT

Bachelorabsolventen von Fachhochschulen gehen überwiegend sofort in den Job. Einen Master machen sie später und dann gerne in IT. Studienangebote für Quereinsteiger gibt es immer mehr.
Ein Bericht von Peter Ilg

  1. IT-Arbeit Es geht auch ohne Chefs
  2. 42 Wolfsburg Programmieren lernen ohne Abi, Lehrer und Gebühren
  3. Betriebsräte in der Tech-Branche Freunde sein reicht manchmal nicht

    •  /