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Unterwasser-Quantenkommunikationskanal

29.08.2017

Experimente zur Schaffung sicherer Quantenkommunikationskanäle wurden bereits mehr als einmal auf der Erde und im Weltraum durchgeführt. Und kürzlich hat eine Gruppe chinesischer Forscher den ersten „Unterwasser“-Quantenkommunikationskanal seiner Art geschaffen, der keine optischen Kabel benötigt, indem er Laserlicht und das Phänomen der Quantenverschränkung verwendet.

Die von chinesischen Forschern durchgeführten Experimente sind nur der erste „Pen-Test“ für Unterwasser-Quantenkommunikationstechnologien. Und die Weiterentwicklung dieser Richtung wird es ermöglichen, verschlüsselte Nachrichten absolut sicher an U-Boote zu übermitteln oder Daten zwischen zwei durch riesige Wasserflächen voneinander getrennten Kommunikationspunkten auszutauschen.

Um einen Kommunikationskanal zu schaffen, verwendeten die Forscher Laserlicht, das durch ein komplexes optisches System aus Kristallen, optischen Filtern und Spiegeln geleitet wurde. Im ersten Schritt selektierte das optische System aus dem Laserlicht nur Photonen mit einer genau definierten Polarisation. Dann wurde der Lichtstrahl in zwei Strahlen aufgeteilt, die auf Quantenebene verschränkte Photonen enthielten. Einer der Strahlen wurde in einen Ringresonator geleitet, der zweite durch ein 3 Meter langes transparentes Rohr, das mit gewöhnlichem Meerwasser gefüllt war.

Dieses ganze System funktionierte und Wissenschaftler fanden heraus, dass der Zustand der Quantenverschränkung nach der „Reise“ der Photonen durch Meerwasser bestehen bleibt. „Die Daten, die wir erhalten haben, lassen hoffen, dass genau die gleiche Methode auf große Entfernungen funktioniert, die wir in naher Zukunft testen werden“, schreiben die Forscher.

Einige der externen Wissenschaftler sind sich jedoch nicht sehr sicher über das positive Ergebnis von Experimenten mit Unterwasser-Quantenkommunikation über große Entfernungen.

„Salziges Meerwasser absorbiert und streut Licht intensiv. Daher wird die Umsetzung der optischen Quantenkommunikation unter Wasser mit einer Reihe von Schwierigkeiten behaftet sein, von denen einige heute möglicherweise nicht gelöst werden“, schreibt Jeffrey Uhlmann, ein Wissenschaftler der University of Missouri, der auf diese Richtung spezialisiert hat, - "Trotzdem ist jede Forschung auf dem Gebiet der optischen Unterwasserkommunikation wichtig, und irgendwann in der Zukunft wird einer der Wissenschaftler noch einen Weg finden, all dies Wirklichkeit werden zu lassen."

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