Mit Qubits bleibt Geheimes absolut geheim
Wissenschaftler der Virginia Tech machen einen Schritt auf dem Weg zur sicheren Kommunikation
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Doktorand Alexander DeRieux: Forscher setzt auf Quantenverschlüsselung (Foto: vt.edu) |
Blacksburg (pte002/23.12.2025/06:05)
Mithilfe der sogenannten Quantenverschränkung lässt sich Kommunikation über Funk abhörsicher gestalten. Den Beweis dafür liefert der Doktorand Alexander DeRieux von der Virginia Tech im Labor von Walid Saad. "Atome stehen nicht still. Sie vibrieren. Diese Schwingungen beeinflussen andere Atome in ihrer Nähe", so der Forscher.
"Spukhafte Fernwirkung"
Der Zustand eines dieser Atome lässt sich nicht mehr einzeln beschreiben, weil sie sich gegenseitig beeinflussen. Umgekehrt weiß die Wissenschaft, wie der Zustand des Nachbaratoms ist, wenn die Eigenschaft eines bestimmten Atoms bekannt ist. Es ist, als kommunizierten die beiden miteinander - ein Phänomen, das der große Physiker Albert Einstein "spukhafte Fernwirkung" nannte.
"Wir machen uns bei der Kommunikation die Tatsache zunutze, dass sich eine Veränderung des einen Atoms auf das andere auswirkt", so DeRieux. Er will das nutzen, um Drohnen zu steuern, die bei Katastrophen eingesetzt werden. Als Basis dient ein Qubit-Paar, das eine spukhafte Fernwirkung unterhält. Qubits sind die kleinste Informationseinheit beim Quantencomputing, analog zum "Bit" im klassischen Computer.
Sichere Verschlüsselung
Wenn Drohnen ihre Umgebung wahrnehmen, beispielsweise durch Audio- oder Videodaten, werden diese Informationen auf dem Qubit kodiert. Da auf einem Qubit sehr viele Informationen gespeichert werden können, liefert die einfache Kommunikation dieser Zustandsänderungen eine Fülle von Informationen.
"Die Quantenverschränkung bietet eine Reihe potenzieller Anwendungsmöglichkeiten, da sie den Weg für sichere Kommunikation ebnet, ohne auf Glasfaser- oder drahtlose Netzwerke angewiesen zu sein. Nehmen wir zum Beispiel ein Krankenhaus, das medizinische Daten mit Hausärzten austauschen muss. Das offene Internet birgt eine Vielzahl von Cyber-Sicherheitsproblemen, die umgangen werden könnten, indem die explizite Übertragung solcher Informationen vermieden wird", meint DeRieux. Quantenphysik wirke hier als Verschlüsselung, die nicht zu knacken sei.
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