Orbital-planetares Quantennetzwerk

Das quantenphysikalische Experiment "Quantum Experiments at Space Scale" eines Teams der Universität Wien, der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften tritt in die entscheidende Phase ein. Gelingen der Transport einer speziellen Sendestation ins All und die Quantenkommunikation mit der Erde, ist der nächste Meilenstein auf dem Weg zu sicherer Quantenkryptographie und Quanteninternet erreicht. [...]

Den gegenwärtigen Rekord von 144 Kilometern haben ebenfalls Zeilinger und sein Team aufgestellt. Mit einem Quantennetzwerk unter Einbindung von orbitalen Stationen als Relais könnte der Abtausch von Sicherheitsschlüsseln zwischen beliebig weit voneinander entfernten Bodenstationen realisiert werden – beispielsweise eben auch zwischen Europa und China. Für die Entwicklung des Quanteninternets ist das von großer Bedeutung, um die Kommunikation zwischen unterschiedlichsten Datenknotenpunkten auf der Welt über Satelliten durchführen zu können.

QUANTEN-KOMMUNIKATION ZWISCHEN ÖSTERREICH UND CHINA

Mit den beiden Bodenstationen in Graz und Wien stehen die ersten Knotenpunkte in diesem Quantennetz in Österreich. Das Wiener „Hedy Lamarr Quantum Communication Telescope“ wird gemeinsam von den Quantenphysik-Einrichtungen der Universität Wien und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften betrieben. „Die Quantenphysik ist eines der Stärkefelder der Universität Wien. Ein Vorzeigebeispiel dafür, dass österreichische Wissenschafter auch unter hohem internationalen Wettbewerb auf weltweit beachtetem Topniveau forschen“, so Rektor Heinz W. Engl. „Die Kooperation zwischen der Universität Wien, der Österreichischen und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften stellt sicher, dass auch in Zukunft bahnbrechende Erfolge in diesem Forschungsfeld von Wien ausgehen werden.“

Auch der Quantenphysiker Jian-Wei Pan, der kürzlich mit dem Breakthrough of the Year 2015 geehrt wurde und derzeit Vizerektor der University of Science and Technology of China ist, hebt die Bedeutung der österreichischen Teleskope für das Gelingen des Projekts hervor: „Die optischen Bodenstationen in Österreich sind essentiell für eine der Missionen unseres quantenphysikalischen Satellitenprojekts, nämlich für den interkontinentalen Austausch von Quantenschlüsseln zwischen Beijing, Wien und Graz.“ Während im Rahmen der internationalen Kooperation die chinesischen WissenschafterInnen die Sendeeinheit entwickelten und deren Transport in den Orbit übernehmen, konzentrierten sich die österreichischen Partner auf die Entwicklung der Bodenstationen. Eine gelungene Zusammenarbeit, wie Jian-Wei Pan betont: „Wir freuen uns sehr, dass die Vorbereitung der österreichischen Bodenstationen so hervorragend verläuft und sie bereit sind, die Kalibrierungsmessungen mit unserem Prototyp zu beginnen.“

Dem Start des Satelliten gegen Jahresmitte sehen die Partner in China und Europa dennoch mit Spannung entgegen, denn trotz der guten Vorbereitung sind die technischen Herausforderungen enorm: angefangen von der hohen Geschwindigkeit des Satelliten, die große Anforderungen an die Nachführgenauigkeit der Sende- und Empfangsstationen stellt, bis hin zur kosmischen Strahlung, welche die empfindlichen Geräte an Bord des Satelliten beeinflussen kann. Doch Jian-Wei Pan ist von dem Experiment überzeugt, denn: „Wenn man Neues in der Physik entdecken möchte, muss man bisherige Grenzen überschreiten. Und wir wollen herausfinden, ob sich die quantenphysikalische Verschränkung von Teilchen tatsächlich über beliebige Distanzen erstrecken kann.“ (pi/rnf)