Forschung 31. Aug 2023 Von Uwe Sievers Lesezeit: ca. 3 Minuten

Deutsche Telekom eröffnet eigenes Labor für Quantentechnik

Die Deutsche Telekom eröffnet in ihren T-Labs in Berlin ein „Quantum Lab“. Es soll im Rahmen der angewandten Forschung helfen, Quantentechnologie in kommerzielle Telekommunikationsnetze zu integrieren.

Einweihung des Quantum-Labs im T-Lab der Deutschen Telekom AG in Berlin. Im Bild die Eingangstür zum Labor.
Foto: Uwe Sievers

Im ehemaligen Fernmeldeamt 1 in Berlin eröffnete die Deutsche Telekom heute, am 31. August 2023, das Quantum Lab. Das riesige Gebäude wurde 1929 von der damaligen Deutschen Reichspost für die Handvermittlung von Telefon-Fernverbindungen errichtet. Einst war es die größte Vermittlungsstelle Europas, heute forscht hier die Forschungs- und Entwicklungseinheit der Telekom, die T-Labs, für die Zukunft. Und deren neue Einrichtung, das Quantum Lab, soll sich der Integration der Quantentechnologie in kommerzielle Telekommunikationsnetze widmen. Wesentlicher Schwerpunkt dabei ist die Quantenkommunikation und deren Potenzial für die Entwicklung leistungsfähigerer Kommunikationsnetze. Die Forschungen finden in Kooperation mit den Technischen Universitäten in Berlin, Dresden und München sowie dem Fraunhofer Heinrich Hertz Institut (HHI) und weiteren Partnern statt.

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„Die Forschung im neuen Lab wird sich auf die Nutzung der Quantenverschränkung konzentrieren“, heißt es in einer Pressemitteilung der Telekom anlässlich der Eröffnung. Bei der Quantenverschränkung können zwei oder mehr verschränkte Teilchen nicht mehr als einzelne Teilchen mit definierten Zuständen beschrieben werden, sondern nur noch das Gesamtsystem als solches. Dieses physikalische Phänomen verspräche einen tiefgreifenden Wandel in der Telekommunikation, so die Pressemeldung. Dazu zählten auch die Quantenkryptografie für eine auch zukünftig sichere Kommunikation sowie Kommunikationsnetze mit verbesserter Latenzzeit, Durchsatz und Ausfallsicherheit.

Zu den Projekten, denen sich das Quantum Lab ab sofort widmet, gehört die Verteilung von Schlüsseln für die Kommunikationsverschlüsselung, Q-Key Distribution genannt. Bei Verschlüsselungsalgorithmen besteht die Notwendigkeit, den Schlüssel auszutauschen, denn nur wenn der Empfänger den Schlüssel kennt, mit dem der Sender verschlüsselt hat, kann der Empfänger entschlüsseln. Quantenkommunikation bietet dazu neue Möglichkeiten, so lässt sich diese Kommunikation beispielsweise nicht mehr unentdeckt abhören. Somit fiele ein Schlüsseldiebstahl durch Anzapfen der Leitung sofort auf.

Quantum Lab der deutschen Telekom stellt weltweit einmalig Testnetz für die Forschung bereit

Ein zentrales Element des Quantum Labs ist das sogenannte Saser-Netz. Saser steht für „Save and Secure European Routing Test-Net“; es wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und dient als eine Testnetzinfrastruktur für die Forschung. „Es kann optische Ende-zu-Ende-Kanäle in voll vermaschten DWDM-Netzen bereitstellen“, erklärt Ralf-Peter Braun, der das Saser-Netz einst aufgebaut hat, während der Eröffnungsveranstaltung. Im Quantum Lab stecken quantenoptische Infrastruktur und über 2000 km Glasfasernetz.

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Als Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) wird eine Technologie bezeichnet, die Datensignale aus verschiedenen Quellen zusammenfügt, also multiplext, damit sie über eine einzige Glasfaser übertragen werden können. Dabei bleibt jeder Datenstrom vollständig getrennt von den anderen Datenströmen.

Einweihung des Quantum-Labs im T-Lab der Deutschen Telekom AG in Berlin. Experte Ralf-Peter Braun ist Elektronikingenieur und entwickelte und betreut eine Kernkomponente des Labors, das so genannte Saser-Netz (Save and Secure European Routing Test-Net), das als Testnetzinfrastruktur für die Forschung dort dient.

Foto: Uwe Sievers

Einweihung des Quantum-Labs im T-Lab der Deutschen Telekom AG in Berlin. Im Bild eine Teststrecke mit 30 km voneinander entfernten Knoten, um Latenzen und Laufzeiten zu testen.

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Einweihung des Quantum-Labs im T-Lab der Deutschen Telekom AG in Berlin. Im Bild eine Netzwerk-Switch für das Saser-Netz, der Kanäle mit 100-200 Terabit/s verschalten kann, um Quantenzustände zu übertragen, ohne diese zu zerstören.

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Einweihung des Quantum-Labs im T-Lab der Deutschen Telekom AG in Berlin. Diese Geräte können Photonen erzeugen und manipulieren, um Verschränkungen zu testen.

Foto: Uwe Sievers

Einweihung des Quantum-Labs im T-Lab der Deutschen Telekom AG in Berlin. Heimat der T-Labs ist das ehemalige Fernmeldeamt 1 in Berlin, das 1929 für die Handvermittlung von Telefon-Fernverbindungen errichtet wurde.

Foto: Uwe Sievers

„Somit können verschiedenste Projekte gleichzeitig und unabhängig durchgeführt werden, wobei das Saser Testnetz ausschließlich durch die Deutsche Telekom betrieben wird, das so auch einmalig in der Welt existiert“, erörtert Braun. Eigentlich längst im Ruhestand, ist der Elektronikingenieur und Spezialist weiterhin für eine Tochtergesellschaft der Telekom als Consultant tätig.

Bereits im März hatte die Deutsche Telekom ein Quantum-as-a-Service-Angebot aufgelegt. Geschäftskunden können dabei auf echte Quantencomputingumgebungen zugreifen und Anwendungsfälle entwickeln und testen.

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