Quantenkryptografie: Die sicherste Datenleitung der Welt

Schweizer Forscher wagen anlässlich der kommenden Wahlen ein spektakuläres Experiment: Über eine Distanz von rund hundert Kilometern wollen sie Wahl-Daten mittels Photonen übertragen. Das Verfahren gilt als völlig unknackbar.

Wie stellt man sicher, dass höchst vertrauliche Daten auf ihrem Weg von A nach B nicht abgefangen, abgehört, kopiert oder entschlüsselt werden? Die sogenannte Quantenkryptografie hat darauf eine ganz einfache Antwort: durch das Übertragungsverfahren selbst. Wenn die Daten ankommen, ist ihre Integrität auch gesichert - denn wenn sie es nicht wäre, wären die Daten nicht angekommen.

Willkommen in der seltsamen Welt der Quanten-Informationstechnik, wie sie am 21. Oktober weltweit erstmals in einer praktischen Anwendung erprobt wird: Zur Übertragung von Daten zur Parlamentswahl in der Schweiz. Das Experimentierfeld sind Wahllokale im Kanton Genf, und die sollen ihre Ergebnisse mit Lichtgeschwindigkeit zu einem zentralen Wahlzentrum beamen.

Und das ist in diesem Zusammenhang noch nicht einmal eine saloppe Wortwahl: Das Verfahren beruht auf der sogenannten Quanten-Teleportation, bei der mit Hilfe der Übertragung von Photonen die sogenannten Quantenzustände von Elementarteilchen auf Sender- und Empfängerseite angeglichen werden.

Weil schon die Veränderung oder das Fehlen eines einzigen Teilchens in diesem Informationstragenden Lichtstrom zum Kollaps der gesamten Information führt, gilt das Verfahren als unknackbare Verschlüsselungsmethode: Jeder noch so kleine Eingriff auf dem Datenweg ist sofort sichtbar und macht die Information unbrauchbar. Die Technik ist damit nicht nur abhörsicher, sondern leistet zugleich eine Verifizierung der korrekten Übertragung.

Die eingesetzte Technik ist ein heimisches Gewächs: Entwickelt wurde das Verfahren basierend auf Forschungen an der Uni Genf von der Schweizer Firma id Quantique (einer Ausgründung der Uni), die die Übertragungen auch durchführt und überwacht. Damit findet Quantenkryptographie zum ersten Mal eine praktische Anwendung außerhalb des Labors. Für Nicolas Gisin, der die Technik seit Mitte der Neunziger mit seinem Team entwickelte, markiert der 21. Oktober einen Quantensprung in der Informationstechnik: Diese erste mit Quantentechnik gesicherte Leitung sei der Beginn des Aufbaus eines Quanten-Kommunikationsnetzes - ein Schritt, dessen Relevanz mit dem Aufbau des Internets vergleichbar sei.

pat