Mit dem Projekt »InteQuant« fördert die Fraunhofer-Gesellschaft ein Forschungsvorhaben, um innovative Hardware für Quantenkommunikation zu schaffen.
Quelle: Frauenhofer IOF
Die zuverlässige Erzeugung, Übertragung und Detektion verschränkter Photonen ist eine der wichtigsten technologischen Herausforderungen eines anwendungsorientierten Quanteninternets. Trotz erheblicher Fortschritte bei den Quantenkommunikationstechnologien in jüngster Zeit sind die bisher erreichten Übertragungsraten bei der Verteilung von Schlüsseln für viele mögliche Anwendungsfälle immer noch deutlich zu niedrig.
Im Projekt »InteQuant – Joint Initiative for Advanced Integrated Devices for Quantum Information Processing« kooperieren das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF und das österreichische Institut für Quantenoptik und Quanteninformation IQOQI. Das Ziel der Partner: Die fehlende Hardware entwickeln, um Quantenkommunikation zur Anwendungsreife zu verhelfen. Für ein Quanteninternet mit neuen Anwendungen müssen nämlich sowohl die Übertragungsraten für den Quantenschlüsselaustausch substanziell erhöht als auch die Aufbauten miniaturisiert werden.
Integrierte Wellenlösungen für Quanteninformationsbearbeitung
Anlässlich des Kick-Offs kamen die Projektpartner am 14. Januar 2020 am Fraunhofer IOF in Jena zusammen. Prof. Andreas Tünnermann, Leiter des Fraunhofer IOF, sagte zum Start von »InteQuant«: »Die Quantenmechanik ist eine der folgenreichsten Entdeckungen der Menschheit. Die technologische und gesellschaftliche Entwicklung unserer Zivilisation ist ohne sie undenkbar. Mit ´InteQuant´ kann die Fraunhofer-Gesellschaft eine Brücke bauen, um einer der wichtigsten europäischen Treiber einer wirtschaftlichen Verwertung der Quantentechnologien zu werden.« Insbesondere die Quantenkommunikation stelle bereits jetzt ein wichtiges Anwendungsszenario für spezifische Nischenmärkte dar, z. B. für Verwaltungseinrichtungen, Behörden oder Banken.
Dr. Rupert Ursin, Vizedirektor und Forschungsgruppenleiter am IQOQI in Wien, sieht großes Potenzial in der Kooperation der beiden Forschungseinrichtungen. »Wir am IQOQI freuen uns sehr über die Möglichkeit, erneut mit dem Fraunhofer IOF zusammenzuarbeiten. In der Vergangenheit haben wir bereits viele Projekte erfolgreich umgesetzt. Wir am IQOQI steuern als Physiker die Grundlagen bei und das Fraunhofer IOF sein Ingenieurswissen. Das Zusammenwirken beider Disziplinen war stets der entscheidende Erfolgsfaktor. Diese Basis wollen wir nun nutzen, um neue Technologien industrietauglich zu machen. Die Basis, der das Projekt InteQuant zugrunde liegt, ist meines Erachtens international einmalig.«
Fortschritt in der Quantenzustandskodierung und -übertragung
Mit integrierten, geführten Wellenlösungen sollen hochdimensional verschränkte Photonenzustände erzeugt werden, die sich für skalierbare Fertigungsprozesse sowie effiziente Paarbildung, Engineering und Analyse von Quantenzuständen eignen. Während das Fraunhofer IOF seine Kompetenzen auf dem Gebiet der Photonik-Integration zur Miniaturisierung von Quellen, Übertragungssystemen und Zustandsdecodern einbringt, verfügt das IQOQI über herausragendes Grundlagenwissen im Bereich der angewandten Quanteninformationsverarbeitung. Um die Forschungsarbeiten zu überprüfen und im Dauerbetrieb zu testen, soll unter anderem der Zugang des IQOQI zu einem grenzüberschreitenden Fasernetzwerk genutzt werden.
Über »InteQuant«
Das Projekt »InteQuant« ist Teil des Fraunhofer-internen Förderprogramms ICON »International Cooperation and Networking«. Dieses zielt darauf ab, die strategische Zusammenarbeit mit exzellenten ausländischen Forschungseinrichtungen zu initiieren. »InteQuant« dient somit als langfristig angelegte Kooperation der Fraunhofer-Gesellschaft und der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW), die vom Fraunhofer IOF in Jena und dem Institut für Quantenoptik und Quanteninformation (IQOQI) in Wien getragen wird.
Eckdaten Projekt »InteQuant«
Fördervolumen: 2,3 Mio. Euro (Fraunhofer 1,3 Mio. Euro / ÖAW 1,0 Mio. Euro)
Laufzeit: 3 Jahre
Quelle: iof.frauenhofer.de
