CIVIQ: Die Zukunft von Quantentechnologien in die Telekommunikationsbranche Foresight und Impact-Analyse im neuen AIT-Projekt im FET Flagship Quantum

Welche Möglichkeiten bietet die Quantenkommunikation und die Quantenkryptographiein in zukünftigen Innovationssystemen?  Welche ethischen, rechtlichen und sozialen Fragen wirft die Quantentechnologie der Zukunft auf? Wie kann eine Ko-Kreation von Quantenkommunikation aussehen, die partizipativ relevante Akteure einbindet? In dem CIVIQ Projekt (Task 11.4) kombinieren wir partizipative Foresight-Methoden zur Szenario-Entwicklung mit der Analyse von ethischen, rechtlichen und gesellschaftlichen Aspekten, um vielfältige Optionen für Quantenkommunikation in zukünftigen Innovationssystemen zu antizipieren.

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CIVIQ

Hier die offizielle Presse-AIT-Erklärung:

CiViQ bringt Quantentechnologien in die Telekommunikationsbranche

AIT ForscherInnen liefern umfassenden Beitrag zur Entwicklung von Quantenkommunikationssystemen

Das Projekt CiViQ ist eines der ersten 20 Projekte, die den Start des Quantum-Flagships, einer Initiative der Europäischen Kommission, bilden. Ziel ist die Entwicklung flexibler und kostengünstiger Systeme zur Quantenschlüsselverteilung (QKD), welche sich leicht in moderne Telekommunikationsinfrastrukturen integrieren lassen, sowie neuer quantenkryptographischer Systeme und Protokolle. Konsumenten, der Industrie und Institutionen sollen in Zukunft innovative Dienstleistungen angeboten werden, welche den Bedürfnissen eines sicheren Telekommunikationsmarktes gerecht werden.

Das Center for Digital Safety & Security des AIT entwickelt in Abstimmung mit Projektpartnern aus der Telekommunikationsindustrie spezielle Hardware, Software und Protokolle für QKD-Systeme, die auf Messungen mit Fotodioden basieren (sogenannte kohärente Detektion).

Das Center for Innovation Systems & Policy des AIT unterstützt die Entwicklung von Quantenkommunikationssystemen durch die Analyse von Rahmenbedingungen und Szenarien langfristiger Nutzungsmöglichkeiten. Analysen der ethischen, rechtlichen und sozialen Aspekte werden kombiniert mit partizipativen Foresight-Methoden zur Szenario-Entwicklung, um vielfältige Optionen für Quantenkommunikation in zukünftigen Innovationssystemen zu antizipieren.

Insgesamt forschen und entwickeln 21 Partner (5 Forschungsinstitute, 6 Universitäten, 2 KMU und 8 Großunternehmen) an dem Projekt. Diese können aufgrund ihrer Expertise die gesamte Lieferkette der Quantenkryptographie abdecken. Das AIT, das seit 2004 nationale und europäische Forschungs- und Entwicklungsprojekte im Bereich Quantenschlüsselverteilung leitet, liefert somit einen entscheidenden Beitrag zum Aufbau eines Europäischen Quantenkommunikationsnetzwerkes. Dadurch wird ebenso der Ausbau der Wertschöpfungskette in der EU gefördert.

Das vom ICFO (The Institute of Photonic Sciences, Barcelona) koordinierte Projekt CiViQ ist eines der größten unter den 20 ausgewählten Projekten (von insgesamt 141 Einreichungen) für das Quantum-Flagship.

 

 

Die Technik dahinter

Ein Grundgesetz der Quantenmechanik besagt, dass unbekannte Quantenzustände nicht perfekt geklont werden können. Wenn also Quantenzustände zwischen zwei Parteien verteilt werden, wird jeder Informationsgewinn durch eine dritte Partei (einen Spion oder einen Lauscher) die übertragenen Quantenzustände stören. Die Quantenmechanik erlaubt es den beiden Parteien, das Ausmaß des Informationsgewinns durch eine dritte Partei zu bestimmen und mit Hilfe der übertragenen Quantenzustände einen sicheren verteilten Schlüssel zu erzeugen. Dieser Schlüssel kann dann zu Verschlüsselungszwecken verwendet werden, um sichere Kommunikation zu ermöglichen.

Viele verschiedene Schemata wurden für QKD vorgeschlagen, die letztlich auf teuren und voluminösen Einzelphotonendetektoren beruhen. CiViQ konzentriert sich auf eine alternative Protokollfamilie, in der elektrische Feldamplituden direkt unter Verwendung kohärenter Detektion mit Fotodioden gemessen werden (eine Methode, die in der modernen optischen Telekommunikation weit verbreitet ist). Der Einsatz von kohärenter Detektion soll ultimativ zur Entwicklung einer kostengünstigeren Technologie führen, die in viele weitere Anwendungen und im Speziellen auch in Telekommunikationsnetze integriert werden kann.

 

Über das Quantum Flagship

Das Quantum Flagship wurde 2018 als eine der größten und ehrgeizigsten Forschungsinitiativen der Europäischen Union ins Leben gerufen. Mit einem Budget von 1 Milliarde Euro über 10 Jahre bringt das Flagship Forschungseinrichtungen, Hochschulen, Industrie, Unternehmen und politische Entscheidungsträger in einer gemeinschaftlichen Initiative mit beispiellosem Ausmaß zusammen. Das Hauptziel des Flagships ist es, die europäische wissenschaftliche Führung und Exzellenz in diesem Forschungsbereich zu festigen und auszubauen, sowie die Errungenschaften der Quantenforschung mittels kommerziellen Anwendungen und innovativen Technologien vom Labor auf den Markt zu übertragen. Mit mehr als 5000 ForscherInnen aus Wissenschaft und Industrie, die während der gesamten Laufzeit an dieser Initiative beteiligt sind, soll die nächste Generation disruptiver Technologien geschaffen werden, die die europäische Gesellschaft beeinflussen und Europa als wissensbasierten Industriestandort und Technologieführer auf diesem Gebiet weltweit positionieren wird.

https://qt.eu/about/