Konferieren nach Quantenart: „Hallo Peking!“

Live-Experiment an der Akademie der Wissenschaften: Präsident Anton Zeilinger unterhielt sich heute Vormittag mit seinem chinesischen Amtskollegen per Videoschaltung. Die Daten wurden mit Quanteneffekten verschlüsselt - erstmals über Kontinente hinweg.

Bei dem Gespräch tauschten die beiden Präsidenten allerlei Nettigkeiten aus. Anton Zeilinger gratulierte etwa seinen „Freunden aus China“ für die Erfolge mit dem Quantensatelliten Micius, der vor einem Jahr ins All befördert wurde und seitdem alle Tests bestanden hat.

Sendungshinweis

Dem Live-Experiment widmet sich heute auch ein Beitrag im Ö1-Mittagsjournal, 29.9.2017.

Und ein bisschen gratuliert Präsident Zeilinger auch sich selbst, denn der federführende Wissenschaftler auf chinesischer Seite, Pan Jianwei, ist ein ehemaliger Student von ihm. Dieser ist mittlerweile selbst Professor und hat es im Geschäft der Quantentechnologien zu hohem Ansehen gebracht. Als er das letzte Mal in Peking war, erzählte Zeilinger, hätten sich Pans Studenten als seine, also Zeilingers, „intellektuelle Enkel“ bezeichnet - und das sei doch „very fantastic“.

Die perfekte Verschlüsselung

Aber natürlich ging es bei dem Gespräch im Eigentlichen nicht um Lob und transnationale Erblinien, sondern um die angewandte Technologie. Die Datenübertragung der Konferenz wurde nämlich mit Hilfe von Quanteneffekten verschlüsselt. Quanten-Kryptographie heißt diese Methode.

Videokonferenz: Bai Chunli, Präsident der chinesischen Akademie der Wissenschaften
Czepel/ORF
Videokonferenz: Bai Chunli, Präsident der chinesischen Akademie der Wissenschaften, hört zu.

Sie verspricht nicht nur relative Sicherheit, wie bei den bisher üblichen Verschlüsselungsmethoden, sondern absolute: Dass so etwas möglich ist, hat mit der notorischen Empfindlichkeit von Quantenzuständen zu tun. Jede Wechselwirkung - und sei sie noch so gering - verändert oder zerstört den Zustand.

Diesen Umstand macht man sich bei der Quanten-Kryptographie zunutze, um Lauschangriffe abzuwehren, erklärt Thomas Scheidl, einer der beteiligten Wissenschaftler. „Wenn jemand versucht mitzuhören, entstehen Fehler im Schlüssel, die man aufdecken kann. So weiß man, ob der Schlüssel sicher ist oder nicht.“

Interkontinentale Premiere

Den Quantenschlüssel hatten die Forscher bereits im Frühsommer über den Satelliten Micius in Form einzelner präparierter Photonen ausgetauscht. Technisch gesehen war das der entscheidende Teil des Experiments - und ein Bravourstück, denn der Satellit rast in 600 Kilometern Höhe auf seiner Erdumlaufbahn. Damit die Photonen auch dort ankommen, wo sie ankommen sollen, muss die Ausrichtung von Sender und Empfänger auf Tausendstel Grad genau abgestimmt sein (Video: Johannes Handsteiner, ÖAW).

Satellitenkontakt

Die Bodenstationen tauschen den Quantenschlüssel mit Hilfe von Photonen aus.

Die Wissenschaftler versandten heute Vormittag nebst Ton und Videobildern auch Dateien, deren Quantenschlüssel ebenso umfangreich war wie die Dateien selbst. Das ist der Goldstandard in diesem Metier, Physiker sprechen von „unconditional security“, von einem Code, der prinzipiell nicht geknackt werden kann (es sei denn, man würde ihn zufällig erraten). Fazit des Live-Experiments in Wien und Peking: Die Verschlüsselung nach Quantenart ist in der interkontinentalen Kommunikation angekommen.

„Micius“ ist übrigens der latinisierte Name des chinesischen Philosophen Mozi. Der, so wird zumindest erzählt, hat bereits im 5. Jahrhundert vor Christus Theorien über die geradlinige Ausbreitung von Licht aufgestellt - und sollte damit recht behalten. Micius war also seiner Zeit und der damals verfügbaren Technologie weit voraus. Gut möglich, dass ähnliches für das heutige Experiment gilt. Vielleicht war auch dies ein Blick weit in die Zukunft der Kommunikation.

Robert Czepel, science.ORF.at

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