Fraunhofer IOF präsentiert Technologie für abhörsichere Kommunikation auf der CES 2019 in Las Vegas

© Fraunhofer IOF

Satellitengestützte Quelle für verschränkte Photonen. Diese Photonen kommen bei sicheren Verschlüsselungstechnologien zum Einsatz.

Das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF präsentiert vom 8. bis 11. Januar 2019 erstmalig eine verschränkte Photonenquelle für satellitengestützte Quantenkommunikation auf der weltweit größten Fachmesse für Unterhaltungselektronik - der CES (Consumer Electronics Show) in Las Vegas. Solche verbundenen oder »verschränkten« Photonenpaare sollen in Zukunft für sichere Verschlüsselungstechnologien verwendet werden.

Ob Informationen aus der Kommunikation zweier Banken, von Regierungsorganisatio­nen oder privaten Personen: Verschlüsselung von Daten beruht heute meist auf mathe­matischen Verfahren. Das Problem ist, dass durch die wachsende Rechenleistung von Computern das Decodieren verschlüsselter Nachrichten immer einfacher wird – Ent­wicklungen wie der Quantencomputer könnten aktuelle Verschlüsselungsverfahren sogar ganz aushebeln, da hier deutlich effektivere Entschlüsselungs-Algorithmen zur Anwendung kommen können, als es mit herkömmlichen Rechnern möglich ist.

Eine Lösung bietet die Verschlüsselung mithilfe eines physikalischen Prinzips, der sogenannten Quantenverschränkung: Dabei werden zunächst Zwillingsphotonen erzeugt, die bezüglich bestimmter Quantenzustände miteinander verschränkt und damit voneinander abhängig sind. Das heißt, wird beispielsweise die Polarisation des einen Photons gemessen, ist automatisch auch die des Zwillings bekannt. Das Beson­dere daran: Der Effekt funktioniert unabhängig von der Distanz der Photonen zueinan­der. Darauf aufbauend können Schlüssel erzeugt werden, denen Sender und Empfän­ger auf einen Blick ansehen können, ob Dritte versucht haben, sie zu manipulieren oder abzuhören.

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena haben eine stabile, weltraumtaugliche Quelle für solche verschränkte Photonenpaare entwickelt. Diese ist robust genug, dass die präzise Kalibrierung und die Justie­rungen selbst durch die extremen Belastungen eines Raketenstarts oder die unwirtli­chen Bedingungen im Weltall nicht gestört werden. Wie viel Potenzial in der Entwicklung steckt, lässt sich daran zeigen, dass die Photonenquelle in naher Zukunft u.a. die Bereitstellung des europäischen Quantenverschlüsselungssatelliten ermöglichen wird.

Zusätzlich zum Engineering-Modell der Quantenquelle wird noch eine weitere Entwicklung aus dem Bereich der Optik und Photonik präsentiert: Eine ultradünne Kamera, basierend auf dem Prinzip der Facettenaugen von Insekten. Die »Facettenaugenaugentechnologie« ist insbesondere für Smartphone-Hersteller interessant, da sie die Produktion schmaler Linsen für Handy-Kameras ermöglicht - und dies bei einer zukünftig möglichen Auflösung von mehr als 10 Megapixeln bei einer Kameradicke von nur etwa dreieinhalb Millimetern.

Vom 8. bis 11. Januar 2019 werden die Technologien auf der CES in Las Vegas (Halle 1, Stand 20236) ausgestellt.

Mehr Informationen zur CES 2019