Physiker entwickeln neue Photonenquelle für abhörsichere Kommunikation

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Ein internationales Team unter Beteiligung von Prof

Dr

Michael Kues vom Exzellenzcluster PhoenixD der Leibniz Universität Hannover hat eine neue Methode zur Erzeugung quantenverschränkter Photonen in einem bisher nicht zugänglichen Spektralbereich des Lichts entwickelt

Die Entdeckung kann die Verschlüsselung der satellitengestützten Kommunikation in Zukunft viel sicherer machen.Ein 15-köpfiges Forschungsteam aus Großbritannien, Deutschland und Japan hat eine neue Methode zur Erzeugung und zum Nachweis quantenverschränkter Photonen bei einer Wellenlänge von 2,1 Mikrometern entwickelt

In der Praxis werden verschränkte Photonen in Verschlüsselungsverfahren wie der Quantenschlüsselverteilung eingesetzt, um die Telekommunikation zwischen zwei Partnern gegen Abhörversuche vollständig abzusichern

Die Forschungsergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe von Science Advances erstmals der Öffentlichkeit vorgestellt.Es wurde als technisch möglich angesehen, Verschlüsselungsmechanismen mit verschränkten Photonen im nahen Infrarotbereich von 700 bis 1550 Nanometern zu implementieren

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Diese kürzeren Wellenlängen haben jedoch Nachteile, insbesondere bei der satellitengestützten Kommunikation

Sie werden sowohl durch lichtabsorbierende Gase in der Atmosphäre als auch durch die Hintergrundstrahlung der Sonne gestört

Mit der bestehenden Technologie kann eine Ende-zu-Ende-Verschlüsselung der übertragenen Daten nur nachts, nicht aber an sonnigen und bewölkten Tagen gewährleistet werden.Das internationale Team unter der Leitung von Dr

Matteo Clerici von der Universität Glasgow berichtet nun von einer Entdeckung, die dieses Problem lösen könnte

Die bei der 2-Mikrometer-Wellenlänge verschränkten Photonenpaare würden durch die solare Hintergrundstrahlung deutlich weniger beeinflusst, so Prof

Dr

Michael Kues

Darüber hinaus gibt es in der Erdatmosphäre so genannte Transmissionsfenster, insbesondere für Wellenlängen von zwei Mikrometern, in denen die Photonen von den atmosphärischen Gasen weniger absorbiert werden, was wiederum eine effektivere Kommunikation ermöglicht.

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