IKT Call 2010: AIT QuantenforscherInnen gewinnen bei Ausschreibung des WWTF

Wien (OTS) - Im Rahmen des IKT Calls 2010 des Wiener
Wissenschafts-, Forschungs- und Technologiefonds wurden aus insgesamt
67 eingereichten Anträgen 10 Siegerprojekte durch eine Jury aus
internationalen FachexpertInnen ausgewählt. Die QuantenforscherInnen
des AIT Austrian Institute of Technology (Safety & Security
Department) sind dabei erfolgreich mit 2 Projekten vertreten. Damit
machen die AIT-ForscherInnen den nächsten großen Schritt in Richtung
ihrer Vision, eine weltweite QKD Vernetzung durch den Einsatz des
Wiener Quanten-Schlüsselverteilsystems, der Vienna Quantum Key
Distribution QKD, zu etablieren.

Mit diesen zwei Schwerpunktprojekten setzt das AIT neue Maßstäbe
in der Bereitstellung neuer Technologien und leistet einen wichtigen
Beitrag zur breiteren Verfügbarkeit dieser weltweit revolutionären
Technologie. Entsprechend seiner strategischen Positionierung
fokussiert sich das AIT auf die Industrialisierung der optischen
Quantentechnologie für passiv-optische Netze. Die AIT-ForscherInnen
legen dabei ein Hauptaugenmerk sowohl auf die Miniaturisierung, als
auch auf einfach und kostengünstig herzustellende
Systemarchitekturen. Dadurch wird der Einsatz von optischer
Quantentechnologie in herkömmlichen und weitverzweigten optischen
Kommunikationsnetzen möglich (LQuNet) und die Industrie kann ihre
darauf aufbauenden Produkte zukünftig ökonomisch bestmöglich
verwerten. Im zweiten Projekt (HiPanQ) wird die Leistungsfähigkeit
zum Schlüsselmanagement um den Faktor 1000 gesteigert. Auch das ist
ein wichtiger Beitrag für einen ökonomischen industriellen Einsatz
dieser innovativen Technologie.

Siegerprojekt: LQuNet - Local Quantum Network

Das Forschungsprojekt unter der Projektleitung von Michael
Hentschel beschäftigt sich mit der Entwicklung eines QKD-Systems für
die Sicherung von Campusnetzwerken (z.B. in Flughäfen, Kraftwerken
oder Krankenversicherungen). Ein Hauptvorteil liegt in der speziellen
Architektur dieses Systems: es ist kostengünstiger und leichter
skalierbar als bisher demonstrierte Systeme. Denn während in
bisherigen QKD-Netzen sämtliche durch Glasfaser verbundenen Endgeräte
als komplettes QKD-System ausgeführt waren (Schlüssel werden zwischen
diesen Netzwerkknoten ausgetauscht), sieht das neue System nur mehr
eine zentrale Einheit vor, in der die teuren Komponenten konzentriert
werden. Alle weiteren Endknoten werden nur mehr möglichst einfach
ausgeführt sein. Die Kommunikation zwischen den verschiedenen
Einheiten geschieht über passive optische Netzwerke (PON), die
bereits in vielen Firmen verlegt sind.

Einsatzgebiete dieser Technologie sind die Verschlüsselung und
Authentifizierung sicherheitskritischer Daten (zB. Mess- u.
Steuersignale) in lokalen Firmennetzen sowie die Sicherung von
Access-Netzen in größeren Netzwerken. "QKD-Netze müssen einfacher und
billiger werden. Nur so gibt es eine echte Chance den Markt
anzusprechen", so Hentschel.

Siegerprojekt: HiPANQ - High Performance Algorithms for Next
Generation Quantum Key Distribution

Was bedeutet "quantenbasierte Schlüsselverteilung"? Generell
besteht die Schlüsselverteilung aus zwei separaten Schritten: erstens
der Übertragung und anschließenden Messung von einzelnen
Lichtteilchen (Photonen) und zweitens aus der digitalen Verarbeitung,
die aus diesen Messsignalen informationstheoretisch sichere Schlüssel
erzeugt, die z.B. für die Verschlüsselung von Nachrichten oder der
Identifizierung des Absenders verwendet werden können.

Bis vor kurzem waren Einzelphotonendetektoren, die im ersten
Schritt zum Einsatz kommen, für die relativ geringe
Schlüsselverteilungsrate (ca. 1-100 kbit/s) von QKD-Systemen
verantwortlich. Dadurch war die Anwendbarkeit stark eingeschränkt,
z.B. hochsichere Telefongespräche. Um den Anwendungsbereich zu
erweitern, wird in Forschungslabors mittlerweile an Detektoren
gearbeitet, die Schlüsselverteilungsraten von bis zu 100 Mbit/s
ermöglichen. Mittelfristig wird damit jedoch die digitale
Verarbeitung (der Fachbegriff dafür lautet "QKD Post-Processing") zum
geschwindigkeitsbeschränkenden Faktor für den industriellen Einsatz.
Daher befasst sich Christoph Pacher als Projektleiter im Rahmen von
HiPANQ gezielt mit der effizienteren Berechnung von sicheren
Schlüsseln. Im Zuge des Forschungsprojekts sollen punktuell
theoretische Grundlagen erweitert und auf diese Weise wesentlich
schnellere Algorithmen für die Verarbeitung der gemessenen Photonen
umgesetzt werden. Unterstützt wird das AIT Team dabei von KollegInnen
der ETH Zürich und der University of South Australia. "Wir wollen
Fortschritte in der Theorie des Post-Processing erreichen und diese
in die Praxis ummünzen. Erreichen wir das ambitionierte Ziel einer
Schlüsselrate von 100 Mbit/s, rückt der industrielle Einsatz von QKD
in greifbare Nähe. In Zukunft könnten Daten, die im
Gesundheitsbereich (z.B. Tomographiebilder) oder in verteilten
Rechenzentren relevant sind, mit höchster Sicherheit übertragen
werden", so Pacher.

In der Quantenkryptographie (QKD) wird absolute
Kommunikationssicherheit durch Ausnutzung quantenphysikalischer
Eigenschaften der Natur generiert. Weltweit wurden in den letzten 10
Jahren erste QKD-Prototypen entwickelt, darunter in Partnerschaft
zwischen dem AIT und Prof. Zeilinger von der Universität Wien und
IQOQI das erste Vienna QKD System.

Rückfragehinweis:

Mag. (FH) Michael W. Mürling
   Marketing and Communications
   AIT Austrian Institute of Technology
   Safety & Security Department
   T +43 (0)50550-4126  |  M +43 (0)664 235 17 47
   michael.muerling@ait.ac.at  |  www.ait.ac.at
   
   Mag. Michael H. Hlava
   Head of Corporate and Marketing Communications
   AIT Austrian Institute of Technology
   T +43 (0)50550-2046  michael.hlava@ait.ac.at  |  www.ait.ac.at

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