Zum ersten Mal ist es einem Forschungsteam der University of York gelungen, nicht hackbare Quanteninformationen zwischen Irland und dem Vereinigten Königreich zu versenden. Mithilfe einer extrem verlustarmen Glasfaserinfrastruktur, die „mehrere Terabit“ an Informationen übertragen kann, zeigten die Forscher, wie photonische Qubits bereits die 224 Kilometer zwischen der Irischen See zurücklegen können.
Das Kunststück – zu dem auch die Zusammenarbeit des Quantum Communications Hub und des Infrastrukturanbieters euNetworks gehörte – stellte gleichzeitig einen neuen Rekord für die Unterwasser-Quantenkommunikation über weite Entfernungen auf.
Es ist vielleicht manchmal leicht, sich von den Details neuer und leistungsstärkerer Quantenverarbeitungseinheiten (QPUs) oder cleveren neuen Möglichkeiten, Quantentechnik zu nutzen, um die subatomare Welt als unsere Rechner zu nutzen, mitreißen zu lassen. Aber vielleicht liegt der beste Maßstab für eine Technologie darin, wie sie tatsächlich angewendet wird, und nicht darin, wie sie idealisiert wird; Und die Realität ist, dass die Quantenkommunikation bereits über eine kommerzielle Glasfaserinfrastruktur getestet wird. Und wenn es etwas gibt, das wir aus unserer eigenen PC-Welt wissen, dann ist es, dass auch die Kompatibilität entscheidend sein kann.
Die Quantenkommunikation macht sich die Eigenschaft der Quantenverschränkung zunutze, bei der zwei Qubits über Entfernungen miteinander verbunden werden und man das eine nicht beschreiben kann, ohne auch das andere zu beschreiben. Das Problem bei verschränkten Quantenzuständen besteht jedoch darin, dass sie wankelmütig und fehleranfällig sind – ihre nützlichen Zustände können durch jede Einmischung von außen zusammenbrechen, einschließlich aller Versuche, Daten aus ihnen zu extrahieren. Diese Instabilität ist der Grund, warum ein Qubit, das in einem High-Tech-Glasfaserkabel eine teilweise unter Wasser liegende Distanz von 224 Kilometern zurücklegt, so beeindruckend ist. Bereits im Jahr 2021 wurde Quantenkommunikation über 660 Kilometer nachgewiesen – allerdings standen keine Hochdruckgewässer im Weg.
Die Forschung erinnert daran, wie weit die Quantenkommunikation bereits auf dem Weg zur Kommerzialisierung ist. Der Kabelbit dürfte eines der kleineren Probleme sein: Rockabill, dessen Glasfaserelemente aus Corning-Glas bestehen, wurde bereits 2019 installiert. Damals gehörte es zwar zu den neuesten und besten auf dem Markt, doch die Technologie hat sich inzwischen weiterentwickelt. Wenn man bedenkt, dass die Installation von Rockabill nur acht Monate gedauert hat, scheint es jedoch nicht, dass die quantenkompatible Infrastruktur der Engpass sein wird – es ist einfach so, dass wir sie bereits für andere Zwecke nutzen.
Da Rockabill nur einen Bruchteil des Super-Highway-Glasfaserverbindungsnetzes von euNetworks darstellt, ist die Infrastruktur der Quantenkurve bereits voraus. Es ist wahrscheinlicher, dass ein Engpass an den Enden der Glasfaser liegt, und zwar im Bereich der Sensoren, ihrer Größe, Zuverlässigkeit, einfachen Herstellung und letztendlich der Kosten.
„Viele große Unternehmen und Organisationen sind an Quantenkommunikation interessiert, um ihre Daten zu sichern, aber sie hat Einschränkungen, insbesondere hinsichtlich der Entfernung, die sie überbrücken kann“, sagte Forschungsleiter Professor Marco Lucamarini. „Je größer die Entfernung, desto wahrscheinlicher ist es, dass das Photon – die Lichtteilchen, die wir als Träger der Quanteninformation nutzen – im Kanal verloren geht, absorbiert oder gestreut wird, was die Wahrscheinlichkeit verringert, dass die Information ihr Ziel erreicht.“ Dies stellt ein Problem dar, wenn Organisationen private digitale Informationen in andere Städte oder Länder senden müssen, wo die zusätzliche Herausforderung auch darin bestehen könnte, dass zwischen dem Start- und Endpunkt der Kommunikation ein Ozean liegt.“
