QUBE - Sichere Kommunikation mittels Quantenverschlüsselung

19.08.2024

Der Forschungssatellit QUBE, finanziert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), wird erstmals neu entwickelte Quantentechnologie-Kommunikationstechnologien mit einem sehr kleinen Satelliten im Weltraum testen. Ziel ist es, eine zukünftige sichere, weltweite Datenübertragung zu unterstützen.

QUBE erfolgreich im Orbit

Der Raketenstart erfolgte am 16.8.2024 um 20:56 CET. QUBE ist gut im Orbit angekommen, erfreut sich bester Gesundheit und hat bereits erfolgreich seine Arbeit aufgenommen! Datenübertragungen über konventionelle Systeme bürgen stets das Risiko einer unerwünschten Überwachung. Selbst verschlüsselte Übertragungen lassen es generell zu, dass diese unbemerkt abgefangen und entschlüsselt werden. Anders ist es mit einer Quanten-verschlüsselung, bei der sichere Kommunikationskanäle geschaffen werden, die einen robusten Schutz gegenüber Abhörung bieten.

Im QUBE Projekt befasst sich das ZfT mit dem Bau eines CubeSat, der die Technologie des Quantenschlüsselaustauschs nutzt um eine sichere Kommunikationsstrecke zwischen Satellit und Erde zu ermöglichen. Hierzu werden Photonen mit konkreten Quantenzuständen erzeugt, welche über einen optischen Laserlink zur Bodenstation gesendet werden. Jegliches Auslesen dieser Photonen von Dritten würde zu einer Änderung der Quantenzustände führen, wodurch das Mithören sofort erkannt werden kann. Zukünftig können mit Hilfe mehrerer solcher CubeSats globale Netze zur Schlüsselverteilung entstehen um weltweit sichere Kommunikationswege aufzubauen.

Im Satellitenkontrollzentrum des ZfT in Würzburg wurde der Raketenstart live für Forscher und Gäste übertragen. Nach dem Start werden dort die Satellitenoperationen initiiert und durchgeführt. In den nächsten Monaten werden die einzelnen Satellitenkomponenten aktiviert und getestet, bevor die ersten Quantensignale empfangen und während der nächtlichen Überflüge mit der Bodenstation am DLR Oberpfaffenhofen analysiert werden.

Detaillierter Projektinhalt

• Die Forscher entwickelten raumfahrtkompatible miniaturisierte Hardware für Quantenkommunikation, optische Datenübertragung und die notwendige hochpräzise Satellitenausrichtung.
• Nach erfolgreichem Abschluss eines umfangreichen Testprogramms ist der QUBE-Satellit nun bereit für seine Experimente in der Erdumlaufbahn, nach dem für den 16. August 2024 um 18:19 UTC geplanten Raketenstart.
• Die Nutzung von Quantenzuständen zur Erzeugung geheimer Schlüssel wird in Zukunft eine unknackbare Sicherheit bieten, wobei Satelliten eine globale Dimension der Kommunikation ermöglichen.

Nach der Entwicklung von QUBE arbeitet das Team nun am nächsten Schritt, QUBE II — ein Satellit etwa doppelt so groß, der dank höherem Energiebudget, verbesserter Optik und schlüsselerzeugender Hardware effizienter sichere Schlüssel mit Bodenstationen austauschen kann. Das Satellitenunternehmen OHB koordiniert das Nachfolgeprojekt QUBE II. “Die Verteilung von Quantenschlüsseln ist eine der ersten wichtigen Anwendungen der Quantentechnologien. Es gibt bereits kommerzielle Geräte für lokale Glasfasernetzwerke,” erklärt Norbert Lemke (OHB). “Die in den Projekten QUBE und QUBE-II entwickelten Hardwarekomponenten werden eine kostengünstige, globale Quanten-Schlüsselerzeugung mittels kleiner Satelliten ermöglichen.” Mit dem Satellitenstart im August wird ein bedeutender Schritt in Richtung sicherer, globaler Kommunikation unternommen.

[Videostream - QUBE]

Pressemitteilung

16.08.2024 Download Pressemitteilung

Launch Live Stream

16.08.2024 SpaceX Transporter 11 launch

Überwältigende Medienresonanz

19.8.2024: Wirtschaftswoche, Rubrik “GameChanger”

19.8.2024: IT-Sicherheit BMBF

19.8.2024: Space News

19.8.2024: Elektrotechnik

19.8.2024: Konstruktionspraxis

18.08.2024:Simon-Marius-Gesellschaft

17.8.2024: Frankfurter Allgemeine Zeitung

17.8.2024: BMBF

17.8.2024: Bayerischer Rundfunk

17.8.2024: Bayerisches Finanzministerium

16.08.2024:SpaceX Launch at T- 00:00:00 T+ 01:00:11 QUBE deployment confirmed

15.08.2024: Sat 1 TV

11.07.2024:Pro Physik

11.07.2024:Raumfahrer.Net

11.07.2024:IDW

10.07.2024:DGLR

Laufzeit

Seit 08/2017

Konsortium

QUBE ist ein Kooperationsprojekt mit der LMU München, Max-Planck Institut für die Physik des Lichts, FAU, DLR, OHB GmbH. Im Verbund werden fortschrittliche Quantentechnologien mit leistungsfähigen optischen Kommunikationssystemen kombiniert und in einem innovativen CubeSat-System integriert.

Förderung

Die Förderung von QUBE erfolgte im Rahmen des Forschungsrahmenprogramms der Bundesregierung für IT-Sicherheit: „Selbstbestimmt und sicher in der digitalen Welt 2015-2020"

Kontakt

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