Grundlagen der Quantenkommunikation durch atmosphärische Kanäle

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Vogel
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 260693902

Das Hauptanliegen dieser Projektverlängerung ist die Vervollständigung des theoretischen Verständnisses der "Grundlagen der Quantenkommunikation durch atmosphärische Kanäle", basierend auf unseren Ergebnissen der ersten Förderperiode. Diese Aufgabe benötigt eine allgemeine theoretische Beschreibung atmosphärischer Quantenkanäle für verschiedene Turbulenzbedingungen und Kommunikationsszenarien, welche auf einer engen Zusammenarbeit mit experimentellen Arbeitsgruppen beruhen soll. Hierbei planen wir die Modellierung innerstädtischer atmosphärischer Kanäle mit mittlerer bis starker Turbulenz.Weiter streben wir die Beschreibung von inhomogener, starker Turbulenz in vertikalen und beliebig geneigten Richtungen an. Solche Kanäle sind entscheidend für die korrekte Beschreibung von Satelliten-basierter Quantenkommunikation, welche ein globales Quantenkommunikations-Netzwerk ermöglicht. Um optimale Kommunikationsprotokolle zu etablieren, werden wir die zeitliche Charakteristik der turbulenten Atmosphäre studieren. Eine Optimierung der optischen Signale soll in Bezug auf eine hohe Transmissivität durchgeführt werden. Die Ausnutzung der Vorteile atmosphärischer Kommunikationsstrecken ermöglicht einen hoch sensitiven Transfer von Quanteneigenschaften des Lichtes, wie Quetschung, Verschränkung und andere. Diese Resultate sollen den Weg für eine globale Quantenkommunikation im freien Raum ebnen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Ukraine
• Kooperationspartner: Dr. Andrew Semenov