Faseroptik: Revolutionäre Fortschritte in der Datenübertragung

Ein meilenstein in der quantenkommunikation

Die Faseroptik hat die Art und Weise, wie Daten gesendet werden, revolutioniert. Nun soll sie einen neuen Wendepunkt erreichen mit Geschwindigkeiten, die bisher undenkbar waren. Wissenschaftler haben es geschafft, einen quantenmechanischen Lichtzustand erfolgreich über mehr als 30 Kilometer zu teleportieren.

Ein schritt in richtung einer quantenbasierten infrastruktur

Dieser Durchbruch ist zwar noch weit entfernt vom Traum der Zeitreise, aber einer der wichtigsten Fortschritte in den letzten Jahrzehnten in den Faseroptik-Netzwerken. Das Ziel: Eine quantenbasierte Infrastruktur zu schaffen.

Einheitliche infrastruktur für klassische und quantenbasierte netze

Forscher der Northwestern University haben etwas Ungeheures erreicht, indem sie quantenmechanische Zustände durch die bestehende Netzwerk-Infrastruktur transportierten. Sie planen nun, ein gemeinsam genutztes, quantenbasiertes System mit dem herkömmlichen Internet zu integrieren.

Herausforderungen und optimismus

Der Herausforderung, verbesserte Verschlüsselung oder neue Methoden zur Erkennung von Eingaben zu entwickeln, stehen die Forscher optimistisch gegenüber. "Das ist unglaublich aufregend, weil niemand dachte, dass das möglich sei", erklärt Prem Kumar, ein Informatik-Ingenieur der Northwestern University und Leiter der Studie.

Zukunft der internetverbindung

Die Zukunft des Internets könnte durch Millionen von Kilometern von Kabeln bestehen, die sowohl quantenbasierte als auch klassische Netze verbinden. Die quantenbasierte Kommunikation würde so zugänglich wie nie zuvor zwischen Knotenpunkten, die Tausende von Kilometern entfernt sind, sein.

Teleportation der internetverbindung

Das Funktionieren der quantenbasierten Netze ist komplex, aber wird zunehmend zugänglicher. Ein Gerät überträgt den quantenmechanischen Zustand eines Objekts an einem bestimmten Ort, zerstört es dann sorgfältig und erzwingt den gleichen Zustand in einem ähnlichen Objekt an einem anderen Ort.

Challenges und lösungen

Das Messen, Zerstören und Replizieren der quantenmechanischen Elemente erfordert das Senden einer einzigen Informationswelle zwischen Punkten im Raum. Dieser Prozess ist so schnell, dass er dem Teleportieren auf der Erde am nächsten kommt. Die Wissenschaft hat es geschafft, quantenmechanische Zustände in Supercomputern zu sichern, aber dies in der gesamten Netzwerk-Infrastruktur zu erreichen, wird viel komplexer, insbesondere in herkömmlichen Faseroptikkabeln, die nicht für diesen Standard geeignet sind.

Blindung der verbindungen

Diese Technologie würde es ermöglichen, sofortige Informationen über einen einzigen Photonen zu senden, der die Faseroptikkabel zum Schwingen bringt. Die Informationen, die durch die Kabel reisen, enthalten Textnachrichten, Banktransaktionen von Tausenden von Euro oder Downloads von Hunderten von GB. Das Blindung dieser Verbindungen ist entscheidend, daher arbeitet die Northwestern University an einer Lösung. "Wir untersuchen genau, wie sich das Licht verbreitet und platzieren unsere Photonen an einem Punkt, an dem dieses Streuungsmechanismus minimiert wird", erklärt Kumar. "Wir haben festgestellt, dass wir quantenbasierte Kommunikation ohne Störungen in den klassischen Kanälen gleichzeitig durchführen können", fügt er hinzu.