T-Labs: Durchbruch fürs Quanteninternet – vom Labor auf die Straße
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[Bonn, Berlin 15. April 2025]
Durchbruch fürs Quanteninternet – vom Labor auf die Straße
Telekom und Qunnect gelingt stabilste und längste Übertragung von verschränkten Photonen über ein kommerzielles Glasfasernetzwerk
- 30 Kilometer, 17 Tage, 99 Prozent Genauigkeit
- automatisiertes System zum Verteilen von verschränkten Photonen im Live-Betrieb getestet
- wichtige Voraussetzung fürs Quanteninternet
- durchgeführt vom Quantenforschungslabor der T-Labs in Berlin
Forscher der Deutsche Telekom Innovation Laboratories (T-Labs) erreichten zusammen mit dem US-Unternehmen Qunnect einen Meilenstein auf dem Weg zum Quanteninternet: Demonstration einer stabilen, hochpräzisen (99 Prozent) Übertragung von verschränkten Photonen über 30 Kilometer einer kommerziell eingesetzten Glasfaser.
Dies Experiment gelang in der Glasfaserteststrecke des Quantum-Labs der T-Labs in Berlin. Dieses bringt führende Partner aus der gesamten Forschungsgemeinschaft zusammen, um die neuesten Quantentechnologien für Telekommunikationsnetze zu testen und zu erforschen.
Die Ergebnisse dieser Pionierarbeit wurden am 31. März 2025 auf der jährlichen OFC-Konferenz in San Francisco vorgestellt.
Das Feldexperiment auf der Telekom-Glasfaser: 30 Kilometer, 17 Tage, 99 Prozent Genauigkeit
Bei dem Feldexperiment wurden so genannte verschränkte Photonen über ein 30 Kilometer langes Glasfasernetz stabil verteilt. Das System passte sich dabei automatisch an sich ändernde Umgebungsbedingungen im Netzwerk an. Die Genauigkeit der Übertragung erreichte 99 Prozent. Und das über 17 Tage ohne Unterbrechung!
Ein Wert, der bereits Pilot-Anwendung möglich macht. Die Ausfallzeit betrug lediglich ein Prozent.
Weiteres Experiment: Paralleler Betrieb von klassischen und Quanteninternet möglich
In einem separaten Feldexperiment konnten Anfang des Jahres polarisationsverschränkte Photonen dynamisch über verschiedene Wege mit einer Gesamtlänge von 82 Kilometer geroutet werden. Und das parallel zum klassischen Datenverkehr. Die Forscher zeigten Genauigkeiten von über 92 Prozent.
Somit handelt es sich um die längste sogenannte High-Fidelity-Verschränkungsverteilung, die jemals über verlegte Glasfasern durchgeführt wurde. Basis war das sogenannte O-Band, während die klassische Datenübertragung parallel im so genannten C-Band stattfand.
Dieses Experiment untermauert, dass ein paralleler Betrieb von klassischen und Quanteninternet denkbar ist. Und, dass die Glasfaser der Telekom für beide Technologien geeignet ist. Ein Preprint ist bereits auf arXiv verfügbar.
Sichere Datenübertragung dank Quanteninternet
Damit das Quanteninternet Anwendungen unterstützen kann, die über sichere Punkt-zu-Punkt-Netzwerke hinausgehen, ist es notwendig, die Arten von verschränkten Photonen oder Qubits zu verteilen, die von Quantencomputern, Sensoren oder Speichern verwendet werden. Polarisations-Qubits, wie sie für diese Arbeit verwendet werden, sind sehr gut kompatibel mit zahlreichen Quantenbauelementen, aber sie lassen sich nur schwer in Fasern stabilisieren. Bislang waren nur Übertragungen über kurze Distanzen im Labor erfolgreich. Der Erfolg jetzt ist daher ein entscheidender Schritt auf dem Weg zum Quanteninternet und zeigt, wie die bestehende Telekommunikationsinfrastruktur die Quantentechnologien von morgen unterstützen kann.
„Unsere Glasfaser ist bereit für das Quanteninternet, schon heute“, sagte Claudia Nemat, Vorstandsmitglied für Technologie und Innovation der Telekom. „Es ist das erste Mal, dass ein großer Anbieter von Telekommunikation erfolgreich Experimente mit verschränkten Photonen auf seiner eigenen Infrastruktur initiiert und durchgeführt hat. Unsere Kundinnen und Kunden werden von solchen Innovationssprüngen profitieren. Zum Beispiel durch hochsichere Kommunikation.“
Von der Quantenphysik erwarten sich Forscher das Netz der Zukunft. Ein großer Vorteil liegt zudem in der hohen Sicherheit, die es bietet. Denn sobald jemand versucht, Daten abzufangen, wird der Zustand der Quantenteilchen gestört. Dies wird umgehend bemerkt.
Verschränkung kann bereits in Quantenschlüsselverteilungsprotokollen genutzt werden, die hochsichere Kommunikationsverbindungen für Unternehmen und Regierungsinstitutionen ermöglichen. Über die Sicherheit hinaus ebnet die Verschränkung auch den Weg für zukunftsorientierte Dienstleistungen wie hochpräzise Zeitsynchronisation für Satellitennetzwerke und hochpräzise Sensorik in industriellen IoT-Umgebungen und unterstreicht damit unser Engagement für den Aufbau der Netze von morgen.
"Wir sind den T-Labs und der Deutschen Telekom dankbar für die Gelegenheit, die Leistung unserer Produkte im klassischen Datenverkehr über kommerzielle Netzwerkinfrastrukturen zu präsentieren. Solche Partnerschaften sind entscheidend, um den Fortschritt in Richtung kommerzieller Nutzung von Quantennetzwerken zu demonstrieren", sagt Noel Goddard, CEO von Qunnect.
Die Quantum-Lab-Strategie der T-Labs
Die Forschungsstrategie der Labs konzentriert sich darauf, fortschrittliche Quantentechnologien in die Telekommunikation zu integrieren, um Innovationen voranzutreiben und die Cybersicherheit zu verbessern. Sie umfasst wichtige Bereiche wie quantensichere Kommunikation und Effizienzsteigerungen durch die Nutzung von Quantenressourcen in Netzwerken.
Dafür eröffneten die Telekom im Jahr 2023 ein eigenes Quantum-Lab in Berlin. Diese Forschungseinrichtung ist mit einer Infrastruktur für quantenoptische Experimente ausgestattet. Sie ist an ein über 2.000 Kilometer langes Glasfasernetz angeschlossen, das Verbindungen zu Partnern in ganz Deutschland herstellt. Ein wesentlicher Punkt ist die Zusammenarbeit mit den Technischen Universitäten in Berlin, Dresden und München sowie dem Fraunhofer Institut HHI und anderen Partnern aus der Wissenschaft und Wirtschaft.
Über die T-Labs
Die T-Labs sind die Forschungs- und Entwicklungsabteilung der Deutschen Telekom. Sie widmen sich der Erforschung disruptiver Trends und der Förderung von Innovationen bei neuen Technologien, um wertvolle Geschäftsmöglichkeiten für die Deutsche Telekom und ihre Kunden zu schaffen. Co-Creation ist der Kern ihrer Mission: Sie arbeiten mit akademischen Einrichtungen in der Forschung zusammen und führen Inkubationsprogramme mit Start-ups, Entwicklern und strategischen Partnern weltweit durch. Sie konzentrieren sich auf zukünftige Netzwerktechnologien, einschließlich Quantennetzwerke, Netzwerksicherheit, digitale Zwillinge und laufender Technologieexploration.
Über Qunnect
Qunnect entwickelt innovative Hardware, um bestehende Glasfaserinfrastrukturen für die Telekommunikation in Quantennetzwerke umzuwandeln. Nach der Markteinführung des weltweit ersten kommerziellen Quantenspeichers im Jahr 2021 entwickelte das Unternehmen eine Drop-in-Suite mit mehreren Produkten, um über Glasfasern verteilte Verschränkung zu erzeugen, zu erhalten und zu validieren. Im Jahr 2024 stellte das Unternehmen das Gotham Rack vor, ein schlüsselfertiges System, mit dem Benutzer die Protokolle replizieren können, die auf GothamQ demonstriert werden, einem kommerziellen Glasfasernetzwerk, das von Qunnect in New York City gebaut wurde. Weitere Informationen finden Sie unter www.qunnect.inc.
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