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Quantenlichtquelle auf Rundreise durch Europa

Die QuanTour präsentiert den Startschuss für das Quantenjubiläumsjahr 2025 – Reisebeginn in der PTB in Berlin.

Presseinformation der DPG (außer Bildunterschriften und Bild 2)
16.04.2024

Mit einer Kick-off-Veranstaltung in Berlin am World Quantum Day startete die QuanTour, eine wissenschaftliche Reise quer durch Europa. Dr. Tobias Heindel, Arbeitsgruppe Quantenkommunikations Systeme der TU Berlin, hat das Projekt gemeinsam mit Dr. Doris Reiter, Arbeitsgruppe Theorie der Festkörper-Nanostrukturen für Quantentechnologien von der TU Dortmund, ins Leben gerufen. „Die QuanTour ist der Auftakt für das Quantenjubiläum, das die Deutsche Physikalische Gesellschaft 2025 unter dem Motto ‚Quantum2025 - 100 Jahre sind erst der Anfang...‘ begehen wird“, freut sich Klaus Richter, Präsident der DPG.

Beim Kickoff-Event der QuanTour übergeben die Projektbeteiligten Dr. Pranoti Kshirsagar, Dr. Doris Reiter und Dr. Tobias Heindel die Quantenlichtquelle an PTB-Präsidentin Prof. Dr. Cornelia Denz und DPG-Vorstand Prof. Dr. Lämmerzahl. Die einjährige Europareise der Lichtquelle, die sogenannte QuanTour, startete in der PTB in Berlin und wird auch dort enden. Umgeben von Vertreter*innen aus Forschung und Wissenschaft platzierte PTB-Präsidentin Prof. Dr. Cornelia Denz (2. v. r.) den ersten Sticker auf dem Koffer. Mit jeder wissenschaftlichen Einrichtung, die die Lichtquelle im Lauf des Jahres besuchen wird, wird ein weiterer Sticker hinzukommen, bis alle "Sehenswürdigkeiten" der Reise den Koffer schmücken. (Foto: DPG / Böttcher 2024) Für eine hohe Bildauflösung bitte auf das Foto klicken.

Der Koffer-Sticker der PTB zeigt die Skulptur am Eingang der PTB am Standort Braunschweig und stilisierte Lichtstrahlen. Im Laufe der QuanTour wird sich der Reisekoffer an allen Stationen mit weiteren Stickern füllen. (Bild: PTB)

„Unser Projekt ist zwischen Wissenschaftskommunikation und Open Science angesiedelt“, erklärt Tobias Heindel. „Die Quantenlichtquelle wird einerseits in den Laboren für Experimente genutzt werden und damit auch den Austausch unter uns Forschenden stärken. Auf der anderen Seite wollen wir mit der Aktion aber auch die Öffentlichkeit für die Quantenphysik und -technologien begeistern, die aktuell den Sprung von der Grundlagenforschung in deep-tech Anwendungen vollführen.“

Die Quantenlichtquelle wird innerhalb der kommenden zwölf Monate von Deutschland nach Österreich, Italien, Schweiz, Spanien, Frankreich, England, Irland, Schottland, Niederlande, Dänemark, Schweden, Polen und zum Schluss wieder nach Deutschland reisen. Der internationale Austausch unter den beteiligten Forschenden der Institute steht dabei ebenso im Mittelpunkt, wie die Wissenschaftskommunikation. Dazu wird in jeder Stadt unter anderem ein Podcast mit den Gastgebern produziert, der auf "The Science Talk" zu hören sein wird. Einblicke in die Quantenphysik sowie die alltägliche Arbeit von Physiker:innen in unterschiedlichen Ländern ermöglicht der Instagram-Kanal der QuanTour, der das Projekt begleitet.

Abhörsichere Kommunikation mithilfe von Licht

Die weltweite Datenkommunikation findet mittels klassischer Lichtpulse statt, die über optische Glasfasernetzwerke verteilt werden. „Städte und Länder bis hin zu Kontinenten werden mithilfe von Licht miteinander verbunden“, sagt Tobias Heindel. „Für die Verschlüsselung der Daten werden dabei Protokolle eingesetzt, deren Sicherheit auf rechnerischer Komplexität beruht und daher prinzipiell angreifbar bleibt.“ Weltweit forschen Wissenschaftler:innen daher an einer abhörsichereren Möglichkeit der Datenkommunikation - der Quantenkommunikation. Quantenlichtquellen haben die Fähigkeit, gezielt einzelne Lichtteilchen (Photonen) zu erzeugen. Dabei dienen die einzelnen Photonen dazu, einen geheimen Schlüssel zwischen Kommunikationspartnern über Glasfaserleitungen oder durch die Luft auszutauschen. Abhörsicher wird die Kommunikation durch eine Besonderheit der Quantenphysik: Potenzielle Spione in der Leitung können bereits während der Schlüsselerzeugung und damit vor der eigentlichen Übermittlung sensibler Daten entdeckt werden. „Die Erzeugung und gezielte Kontrolle einzelner Lichtteilchen bleibt jedoch besonders außerhalb geschützter Laborumgebungen eine Herausforderung für Forschende auf der ganzen Welt.“ erklärt Doris Reiter.

Weitere Informationen zu den Aktivitäten der DPG im Quantenjubiläumsjahr 2025 und der QuanTour sind auf der offiziellen Webseite www.quantum2025.de zu finden.