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HRL Labs und Boeing

Quantenkommunikation über Satelliten

22. April 2025, 7:00 Uhr | Heinz Arnold

Erstmal konnte der Austausch von Vier-Photonen-Quantenverschränkungen im Weltraum nachgewiesen werden – eine Voraussetzung dafür, eine sichere Quantenkommunikation und skalierbare Quantennetze aufzubauen.

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Dazu haben HRL Laboratories und Boeing im Rahmen der Q4S-Satellitenmission eine Baugruppe für die Quantenkommunikation entwickelt, die eine Fidelity (Wiedergabetreue) von 0,8 bis 0,9 erreicht und mehr als 2500 übereinstimmende Photonenpaare pro Sekunde detektiert, wie die durchgeführten Tests ergaben. Damit wurde das Ziel des Projekts erreicht.

Die Baugruppe besteht aus einer optischen Platine und der Steuerelektronik, die in einem thermomechanischen Gehäuse untergebracht sind. Mit ihrer kompakten Bauform und einem Gewicht von 15 kg ist die Baugruppe welltraumtauglich.

Der Validierungsprozess umfasste die Messung von Schlüsselkennzahlen wie der Photonenpaarproduktionsrate und des Signal-Rausch-Verhältnisses, um die Zuverlässigkeit der Quantenzustände zu bewerten. Diese Messungen sind wichtig, um sicherzustellen, dass die Verschränkungsqualität den Anforderungen für sichere Kommunikationsprotokolle entspricht. Die Fähigkeit, die Qualität der Verschränkung über große Entfernungen aufrechtzuerhalten, ist besonders wichtig für weltraumgestützte Anwendungen, bei denen Umweltfaktoren zusätzliche Herausforderungen darstellen können.