Im Rahmen des MuQuaNet Projekts wird ein Quantenkommunikationsnetz im Münchener Umfeld aufgebaut, getestet und betrieben. Basierend auf ausgewählten Anwendungen werden relevante Forschungsfragen identifiziert und untersucht.

Quantum Key Distribution (QKD, Verteilung von Quantenschlüsseln) ist ein Verfahren, das die physikalischen Eigenschaften der Quantenmechanik nutzt, um zwei oder mehr Parteien einen gemeinsamen, sicheren Schlüssel für die Kommunikation zur Verfügung zu stellen. 

Sichere Kommunikation über das Internet ist eine wesentliche Voraussetzung für eine vertrauensvolle Zusammenarbeit in allen Bereichen unserer Gesellschaft. Anwendungen, Daten, Nachrichten, Telefonate oder E-Mails sind vor dem Zugriff unbefugter Dritter im Internet zu schützen. Leistungsfähige, universelle Quantencomputer, die bereits in ersten Testversionen verfügbar sind, würden praktisch alle heute eingesetzten Public-Key-Verschlüsselungs- und Schlüsselaustauschverfahren unsicher machen. Quantum Key Distribution (QKD, Verteilung von Quantenschlüsseln) ist ein Verfahren, das die physikalischen Eigenschaften der Quantenmechanik nutzt, um zwei oder mehreren Parteien einen gemeinsamen, sicheren Schlüssel für die Kommunikation zur Verfügung zu stellen.

Die Sicherheit der Quantenschlüsselverteilung basiert auf bekannten physikalischen Gesetzen und nicht wie bei klassischen Verfahren auf Annahmen über die Schwierigkeit des zu lösenden Algorithmus (diskretes Logarithmus Problem). Die Sicherheit der QKD-Verfahren ergibt sich aus der Tatsache, dass der die Schlüsselübertragung abhörende Angreifer bemerkt wird und sogar die Menge der von ihm abgegriffenen Informationen gemessen werden kann.

 

Ziele

Ziel des Projektes ist es, mit der UniBw M als Kernpunkt ein quantensicheres Kommunikationsnetz für Forschung und Evaluierung zu entwickeln, aufzubauen, zu betreiben und weiteren Forschungseinrichtungen, Behörden und militärischen Dienststellen zur Verfügung zu stellen. Aus unterschiedlichen Komponenten aufgebaut, soll es die nahtlose Integration in heutige Netzkommunikation vorbereiten, die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten demonstrieren und als Blaupause für den Aufbau maßgeschneiderter, hochsicherer Kommunikationsnetze dienen.

Eine Kombination aus terrestrischer (kabelgebundener/Glasfaser), terrestrische free-space und einer quantenbasierten Kommunikationsinfrastruktur kann die Sicherheit digitaler Transaktionen über kurze und lange Entfernungen  gewährleisten. Die Errichtung eines QKD-Quantenkommunikationsnetzes ist daher das Schlüsselinstrument zur Erforschung und Entwicklung sicherer und vertrauenswürdiger Kommunikation.