Die Bedeutung der Quantenkommunikation in der modernen Informationssicherheit wächst stetig. Dies wurde kürzlich durch die Eröffnung einer 20 Kilometer langen Glasfaser-Teststrecke am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstrichen. Diese Teststrecke, die die Labore am Campus Süd und Nord miteinander verbindet, ermöglicht die Übertragung von Quantenschlüsseln, die für abhörsichere Kommunikation entscheidend sind. BNN berichtet, dass die Glasfaser einen Durchmesser von 125 Mikrometern hat, wobei der lichtleitende Kern nur etwa 9 Mikrometer dick ist. Mit dieser Testanlage wird ein wesentlicher Schritt in Richtung eines Quantennetzwerks gemacht.
Die Eröffnung fand in einem Kontext statt, in dem die Bedrohung durch Quantencomputer für die Informationssicherheit als erheblich betrachtet wird. Diese Computer, die mit Qubits arbeiten und mehrere Zustände gleichzeitig annehmen können, sind in der Lage, komplexe Probleme weit effizienter zu lösen als klassische Computer. Dabei wird die Gefahr, die von ihnen für herkömmliche Verschlüsselungen ausgeht, oft unterschätzt. Fraunhofer ISI hebt hervor, dass kryptografische Verfahren und deren Schwächen in der Zeit des Quantencomputings zentrale Punkte der Diskussion sind.
Die Herausforderungen und Lösungen der Quantenkommunikation
Die Notwendigkeit zur Sicherung kritischer Technologien und Infrastrukturen ist offensichtlich. Während der Eröffnung des Quanten-Rechenzentrums in Europa erklärte Kanzler Olaf Scholz die Wichtigkeit der Quanten-Technologien für die nationale Sicherheit. BNN informiert, dass das KIT plant, die Teststrecke weiter auszubauen. Dazu gehört die Entwicklung von Quantenrepeatern, die eine sichere Informationsübertragung über größere Distanzen ermöglichen sollen. Der Aufbau eines solchen Quantennetzwerks wird als Teil der Exzellenzcluster-Initiative „Chem4Quant“ und mit Unterstützung des Bundesforschungsministeriums, das 20 Millionen Euro bereitstellt, gefördert.
Unter Umständen wird die Entwicklung von quantensicheren Kryptografieverfahren als eine der Lösungen angesehen, um den Herausforderungen des Quantencomputings zu begegnen. Der Leitfaden von Bitkom zeigt, wie Organisationen sich auf die Umstellung zu solchen Verfahren vorbereiten müssen. Die Zukunftsfähigkeit von Unternehmen und Institutionen hängt stark von der rechtzeitigen Implementierung quantensicherer Maßnahmen ab.
Marktentwicklung und globale Trends
Die Studie des Fraunhofer ISI und der Universität des Saarlandes, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, analysiert die Marktreife von Quantenkommunikationstechnologien. Drei Generationen dieser Technologien werden betrachtet. Dazu gehört die bereits marktreife erste Generation der Prepare & Measure-QKD. Ihre hohen Kosten und fehlenden Zertifizierungen stellen aber eine Hürde dar. Die zweite Generation, die verschränkungsbasierten QKD, ist weniger ausgereift, während die dritte Generation, die Quantenrepeater eingesetzt werden, noch nicht kommerziell verfügbar ist.
Prognosen deuten darauf hin, dass der globale Umsatz in der Quantenkommunikation von 1,7 Milliarden Euro im Jahr 2023 auf 5,8 Milliarden Euro bis 2030 ansteigen wird. Jährliche Wachstumsraten von 15 bis 25 Prozent sind zu erwarten. Fraunhofer ISI hebt hervor, dass diese Technologien von globalen Akteuren wie Deutschland, der EU, den USA und China als strategisch wichtig erkannt werden.
Insgesamt zeigt sich, dass Quantenkommunikation mehr als nur ein technisches Experiment ist. Sie ist ein zentraler Bestandteil der nächsten Generation von Sicherheitslösungen in der Informationsgesellschaft. Die fortschrittlichen Entwicklungen schaffen nicht nur Innovationen im kommunikativen Bereich, sie sichern auch die Informationsfreiheit in einer zunehmend digitalisierten Welt. Der Weg zur quantensicheren Kommunikation erfordert jedoch sowohl technologische als auch gesellschaftliche Anstrengungen.