EUREKA-Verbundprojekt SEcure Networking for a DATa Center Cloud in Europe - Flexible Infrastruktur für Datenzentrenkommunikation mit einzigartiger Sicherheit (Celtic-Plus Project ID: C2015/3-1) - SENDATE-FICUS -; Teilvorhaben: Selbstlernende Empfänger für die Quantenkommunikation

1. Vorhabenziel In der Informationsgesellschaft erwartet die Bevölkerung jederzeitigen und sicheren Zugang zu Daten, völlig unabhängig vom Ort ihrer Speicherung und natürlich unabhängig von der Art des Zugriffs (Festnetz oder Funk). Die Verbindungen zwischen den Rechenzentren des Internets, auf denen die Daten liegen, erfolgt rein optisch. Eine sichere optische Kommunikation erfordert daher die Verschlüsselung der Information. Zur Generierung der notwendigen Schlüssel können verschiedene Technologien eingesetzt werden, so z. B. Lichtquanten. Etabliert sind Verfahren, die einzelne oder verschränkte Photonen nutzen. Hier sollen schwach modulierte optische Signale zur Übertragung verwendet werden. Für den Empfang der Informationen wird ein selbstlernender Empfänger entwickelt, der sich autonom auf Empfangssituationen einstellt. Das System zum Austausch des Schlüsselmaterials soll ausschließlich mit Standardkomponenten aus der Telekommunikation realisiert werden. 2. Arbeitsplan Aus den Vorarbeiten vorhandene Ansätze werden simulativ untersucht und verglichen. Zwei erfolgversprechende Verfahren werden labortechnisch untersucht und ihre Funktion in Systemexperimenten verifiziert. Wesentliche Arbeitspunkte sind: Generierung der kontinuierlich modulierten Zufallssignale; Entwicklung der Software für die verschiedenen adaptiven kohärenten Empfänger; Software zur Schätzung des Quantenkanals. Im Systemexperiment werden die empfangenen Daten einer Fehlerkorrektur unterzogen. Damit steht das Rohmaterial für die Generierung eines Schlüssels zur Verfügung. Durch die Bestimmung der Transinformation zwischen den beteiligten Parteien kann ein Maß für die praktische Sicherheit angegeben werden.