Quanten Kommunikation: Sicherheit und Robustheit

• Antragsteller: Dr. Minglai Cai
• Fachliche Zuordnung: Hardwaresysteme und -architekturen für die Informationstechnik und die Künstliche Intelligenz, Quantentechnische Systeme
• Förderung: Förderung von 2021 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 460721122

Der Forschungsschwerpunkt des Antragstellers liegt in der Robustheit und in der Sicherheit für Quantenkanäle, d. H., Kommunikationskanäle, die Quanteninformationen übertragen können. Aspekte der Robustheit und Sicherheit der Informationsübertragung stehen hier im Fokus, da viele moderne Kommunikationssysteme anfällig für gezielte Sabotage, wie z.B. Lauschangriff oder Störsignalen durch Quantenkanalwechselwirkung mit der Umgebung, sind. Frühere Arbeiten in der Quanteninformationstheorie haben sich oft auf ledig einen der beiden Angriffe konzentriert. Ziel des Antragstellers ist es, diese beiden Aspekte zusammenzuführen, nämlich die Übertragung von geheimer Nachrichten über einen Quantenkanal, der zusätzlich zum Umgebungsrauschen der Aktion eines Störsenders ausgesetzt ist, der den Kanal aktiv manipuliert. Die Aufgabe besteht nun darin, dass trotzdem eine erfolgreiche Nachrichtenübertragung zustande kommt, und dass die Nachricht gleichzeitig vor Lauschangreifern geheim gehaltenen wird. Das geplante Projekt wird umfangreiche Ergebnisse für verschiedene robuste und sichere Informationsübertragungsmodelle liefern, die teilweise durch Schwankungen der Quantenumgebungsparameter, teileweise durch aktive Manipulation verursacht werden. Diese Ergebnisse werden zu der Standardisierung zukünftiger kommerzieller Quantenkommunikationssysteme beitragen.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Spanien
• Gastgeber: Professor Dr. Andreas Winter