Niemcy rozwijają komunikację kwantową. Nowa sieć połączy Niemcy, Polskę i Czechy
Technische Universität Berlin uczestniczy w dwóch projektach dotyczących rozwoju bezpiecznej komunikacji kwantowej. Pierwszy zakłada wykorzystanie satelity QUBE-III do przesyłania kluczy kryptograficznych pomiędzy Ziemią a przestrzenią kosmiczną. Drugi, QUANT-GPlCz, obejmuje budowę transgranicznej sieci światłowodowej łączącej Niemcy, Polskę i Czechy. Oba przedsięwzięcia mają wspierać rozwój europejskiej infrastruktury telekomunikacyjnej.
TU Berlin poinformował w komunikacie prasowym, że zespół prof. Anny Pappy z Wydziału Sieci Komunikacji Kwantowej dołączył do konsorcjum rozwijającego niemieckiego satelitę QUBE-III. Na realizację swoich prac badawczych uczelnia otrzymała 1,36 mln euro z Federalnego Ministerstwa Badań, Technologii i Kosmosu.
Start satelity zaplanowano na 2030 rok. Jego zadaniem będzie przetestowanie technologii komunikacji kwantowej wykorzystującej wiązki laserowe do przesyłania informacji pomiędzy satelitą a stacjami naziemnymi.
Jak działa komunikacja kwantowa?
Podstawą rozwijanych rozwiązań jest technologia QKD (Quantum Key Distribution), umożliwiająca dystrybucję kluczy kryptograficznych z wykorzystaniem właściwości pojedynczych fotonów. Informacje będą kodowane między innymi poprzez odpowiednią polaryzację światła. Próba przechwycenia i pomiaru przesyłanych stanów kwantowych wywołuje zaburzenia, które pozwalają stwierdzić, że transmisja nie jest bezpieczna.
W praktyce zastosowanie tej technologii wiąże się jednak z szeregiem wyzwań. Niedoskonałości sprzętu, zakłócenia optyczne i podatność urządzeń na ataki bocznokanałowe mogą wpływać na bezpieczeństwo transmisji. W przypadku łączności satelitarnej dodatkowymi problemami są turbulencje atmosferyczne, zachmurzenie i światło rozproszone. Konieczne jest również precyzyjne kierowanie wiązki laserowej w stronę poruszającego się satelity.
Zespół TU Berlin będzie prowadził symulacje i analizy pozwalające ocenić wpływ tych czynników na bezpieczeństwo i wydajność przyszłych połączeń.
Sieć kwantowa połączy Niemcy, Polskę i Czechy
Drugim przedsięwzięciem jest QUANT-GPlCz, międzynarodowy projekt rozwoju naziemnej infrastruktury komunikacji kwantowej.
Projekt rozpoczął się latem 2026 roku, a jego realizację przewidziano na trzy lata. W tym czasie partnerzy zamierzają zintegrować krajowe sieci komunikacji kwantowej, tworząc transgraniczną infrastrukturę umożliwiającą bezpieczną dystrybucję kluczy kryptograficznych w technologii QKD. Infrastruktura ma objąć między innymi Berlin, Frankfurt nad Menem i Monachium, a także Warszawę, Kraków, Gdańsk oraz Pragę.
Projekt koordynuje Hochschule Nordhausen. W konsorcjum uczestniczą instytucje badawcze i przedsiębiorstwa z trzech państw, w tym Politechnika Wrocławska, NASK oraz Instytut Chemii Bioorganicznej PAN.
Całkowity budżet QUANT-GPlCz wynosi około 18 mln euro. TU Berlin otrzyma na swój udział około 700 tys. euro, finansowanych po połowie przez Unię Europejską oraz niemieckie Federalne Ministerstwo Cyfryzacji i Modernizacji Państwa.
Jednym z głównych celów inicjatywy jest rozwój zabezpieczeń komunikacji między centrami danych, instytucjami publicznymi i operatorami infrastruktury krytycznej. Naukowcy zbadają również możliwości integracji światłowodowych sieci kwantowych z przyszłymi połączeniami satelitarnymi. Takie rozwiązanie mogłoby ograniczyć problemy związane z tłumieniem sygnału optycznego podczas przesyłania pojedynczych fotonów na duże odległości. Realizacja obu przedsięwzięć ma pomóc w opracowaniu i przetestowaniu rozwiązań potrzebnych do rozbudowy europejskiej infrastruktury komunikacji kwantowej.
