Glasfaserkabel sind von zentraler Bedeutung für die digitale Infrastruktur des 21. Jahrhunderts. Während diese Kabel hauptsächlich für den Datenaustausch genutzt werden, entdecken Wissenschaftler nun Wege, über diese Leitungen noch viel mehr zu übermitteln.

Ein Team von Forschern der Northwestern University in Chicago, unter der Leitung von Dr. Prem Kumar, hat einen bahnbrechenden Erfolg erzielt: Sie haben die als unknackbar angesehene Quanten-Teleportation eines Photons über ein herkömmliches Glasfaserkabel verwirklicht, gleichzeitig aber auch konventionelle Daten wie Videos und Downloads transportiert.

Dieses Verfahren eröffnet das Potenzial, die Sicherheit der Internetkommunikation dramatisch zu steigern. Quanten-Kommunikation gilt als äußerst sicher, da jede Beobachtung den Zustand des Photon verändert und somit eine Abhörung sofort offensichtlich macht. Diese Ergebnisse und Methoden wurden in einem aktuellen Fachartikel veröffentlicht.

Das Team konnte das Konzept der Quanten-Teleportation, das seit den 1990er Jahren theoretisch entwickelt wurde, in der Praxis realisieren. Besonders bemerkenswert ist, dass sie dies in einem 30 Kilometer langen herkömmlichen Glasfaserkabel mit parallelem Datenverkehr erreichen konnten. Dies widerspricht den bisherigen Annahmen, die besagten, dass der normale Datenverkehr zu viel Störgeräusch für die empfindlichen Photonen erzeugen würde.

Dr. Kumar vergleicht die Herausforderung, die Photonen erfolgreich zu teleportieren, mit einem schwachen Fahrradfahrer in einem Tunnel voller schwerer Lastwagen. Ihre innovative Lösung war es, ein Photon in eine weniger frequentierte Wellenlänge zu lenken und moderne Filtertechnologien einzusetzen, um das sonst störende Rauschen zu minimieren.

Die nächsten Schritte umfassen die Erhöhung der Übertragungsdistanz und die Anzahl der teleportierten Photonenpaare, um die Effizienz der Technologie weiter zu verbessern. Zukünftige Tests sollen mit bestehenden Telekommunikationsleitungen erfolgen, um die Methode unter realen Bedingungen zu erproben.

Die Sicherheitsimplikationen dieser Technologie sind enorm. Mit Quantenkryptografie, die auf der Quanten-Teleportation basiert, könnten Datenübertragungen völlig unknackbar werden. Wäre dies möglich, könnten wie im Kino geheimen Informationen zwischen Agenten, wie James Bond und seinen Verbündeten, nicht nur sicher, sondern auch praktisch in Echtzeit ausgetauscht werden.

Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass die Quanten-Teleportation in naher Zukunft für den Alltag der Privatpersonen zugänglich sein wird, sind Regierungen und Unternehmen bereits sehr daran interessiert. Die Möglichkeit, Informationen sicherer als je zuvor auszutauschen, könnte vollkommen neue Standards für die digitale Kommunikation setzen. Der Ruhm dieser Entdeckung könnte das Forschungsfeld revolutionieren und die Art und Weise, wie wir über sichere Datenübertragungen denken, für immer verändern.