Q-net-Q

Das Ziel des Q-net-Q-Projekts umfasst die Planung, die Bereitstellung und die Integration heutiger QKD-Systeme auf der Grundlage für verschiedene Szenarien sowie die Integration dieser Technologie in bestehende, produktive Kommunikationsnetze, die wesentliche Internetstrukturen in Deutschland abdecken. Unsere Langstrecken-Weitverkehrsverbindung zwischen dem DE-CIX und dem HHI trägt dazu bei diese Quantensysteme und -netze für die Entwicklung und das Testen von Anwendungsfällen zur Unterstützung nationaler QCI-Initiativen im Kontext der EuroQCI-Initiative zu nutzen.

Das HHI hat die Federführung für die Planung und den Betrieb eines Aufbaus, welcher eine QKD-Langstreckenverbindung zwischen Berlin und Frankfurt a. Main umfasst. Die Verbindung wird durch eine Kette von QKD-Punkt-zu-Punkt-Verbindungen in einer sogenannten Trusted-Relay-Konfiguration realisiert. Dabei werden die QKD Schlüssel, die von jeder einzelnen Verbindung generiert werden, von einer Schlüsselverwaltungssystemschicht kryptographisch kombiniert, um einen endgültigen geheimen Schlüssel zwischen den entfernten Endpunkten in Berlin und Frankfurt zu erzeugen. Die QKD-Knoten werden an sicheren Standorten entlang der Glasfaserstrecke installiert, die etwa 80 km voneinander entfernt sind. Die technologische Basis für die vorgesehene QKD-Link-Technologie wird ein BB84 QKD-System basierend auf diskreten Variablen sein, wie es derzeit vom Fraunhofer HHI im Rahmen der BMBF QuNET-Initiative entwickelt wird.

Diese Langstrecken-QKD-Netzwerkverbindung wird als beispielhafte Testumgebung für zukünftige Großraum-QKD-Netzwerke im Rahmen von EuroQCI dienen, die EU-Partner über Grenzen hinweg verbinden. Die Einrichtung des Testbeds wird die experimentelle Charakterisierung und Validierung der Skalierbarkeit der QKD-Technologie bei großen Entfernungen unterstützen und dadurch neue Anwendungsfelder eröffnen. Die Realisierung dieser Langstreckenverbindung und ihrer Verbindungen zu den angrenzenden Netzen ermöglicht beispielsweise die Entwicklung und Analyse einer Architektur offener Schnittstellen zwischen QKD und Mobilfunknetzbetreibern für 4G/5G und 6G.