Projekt

maQuerSPACE

Satellitengestützte Quantenschlüsselverteilung als Makerprojekt in der Lichtwerkstatt Jena (maQuerSPACE)

Motivation

In noch größerem Maße als sich Wissenschaftler Anwendungen der Quantentechnologie zuwenden, wird die Quantenphysik gesellschaftlich wirksam. Dies gilt insbesondere für die abhörsichere Quantenkommunikation, in der neue technologische Möglichkeiten auf ein gesamtgesellschaftliches Spannungsfeld zwischen informationeller Selbstbestimmung und „Big Data“, zwischen Souveränität und Sicherheit treffen. Die wissenschaftliche Kommunikation muss dem Wandel der Quantenphysik von einer akademischen Disziplin zur Zukunftstechnologie Rechnung tragen. Sie muss nicht nur über Phänomene aufklären, sondern offene Wege zur Mitgestaltung und Akzeptanzgewinnung anbieten und den transfer dieser Ideen zum Bürger bewerkstelligen.

Ziele und Vorgehen

Die Leitanwendung von maQUerSPACE ist die Quantenschlüsselverteilung (Englisch: quantum key distribution, kurz: QKD). Sie wird technisch und didaktisch aufbereitet, um ihre Möglichkeiten erfahrbar zu machen. Die QKD nutzt die Nichtkopierbarkeit einzelner Photonen, um ein Geheimnis (Schlüssel) zwischen zwei Anwendern zu etablieren. Ein Lauscher, der Schlüsselphotonen kopiert, verändert diese und erzeugt charakteristische Unterschiede in „Alices“ und „Bobs“ Daten. Im Gegensatz zu etablierten Verfahren basiert die QKD nicht auf unsicheren Annahmen ob der Fähigkeiten eines Angreifers. Die Sicherheit jeder einzelnen Nachricht ist physikalisch messbar und durch Naturgesetze abgesichert.

Innovation und Perspektiven

MaQUerSPACE adressiert die photonische Maker‐Community und nutzt 2D‐ Materialien als einfache Plattform, für einen echten Zugang zur Quantenphysik. Mit der Lichtwerkstatt Jena bietet es einen Lernort, um die kontraintuitiven Aspekte der Quantenphysik zielgruppengerecht aufzubereiten.

Aus der Nichtkopierbarkeit der Photonen ergibt sich eine weitere Besonderheit: QKD ist über große Distanzen nur satellitengestützt umsetzbar. Sie bietet dadurch zusätzlich einen Zugang zur traditionell astronomiebegeisterten Maker‐Community.

MaQUerSPACE wird die Quantenphysik in die Maker‐Community integrieren. Die Maker werden damit befähigt, in der gesamtgesellschaftlichen Diskussion zu Chancen und Risiken der Quantentechnologie, als objektive und faktenorientierte Multiplikatoren zu wirken.

Projektsteckbrief
Projektdetails

Projektlaufzeit:
01.01.2021 - 30.06.2022

Projektvolumen:
149.730 € (zu 100% durch das BMBF gefördert)

Projektkoordination

Prof. Dr. Andreas Tünnermann
Friedrich‐Schiller‐Universität Jena
Jena

E-Mail-Adresse: andreas.tuennermann (at) uni‐jena.de