Quantenkommunikation

Während sich die digitale Kommunikation in Richtung einer neuen, quantenbasierten Ära entwickelt, bieten Technologien der Quantenkommunikation entscheidende Impulse für die Datensicherheit und Informationsverarbeitung von morgen. Durch die Nutzung quantenmechanischer Prinzipien entstehen völlig neue Ansätze, um Manipulationssicherheit, Vertraulichkeit und Effizienz in Kommunikationssystemen zu gewährleisten.

Das Fraunhofer IPMS forscht an zentralen Bausteinen dieser Technologie – von der Quantenschlüsselverteilung (Quantum Key Distribution, QKD) bis zur Quanten-Zufallszahlengenerierung (Quantum Random Number Generation, QRNG) – und entwickelt industrienahe Lösungen, die sowohl für wissenschaftliche Kooperationen als auch für technologische Transferprojekte geeignet sind.

Quantenschlüsselverteilung (QKD)

Die Quantenschlüsselverteilung ist eine der vielversprechendsten Technologien für zukünftige Cybersicherheitsarchitekturen. Sie ermöglicht den absolut sicheren Austausch von Verschlüsselungsschlüsseln auf Basis der Gesetze der Quantenphysik – jeder Abhörversuch verändert das Quantensystem messbar und wird sofort erkannt.

Das Fraunhofer IPMS verfügt über umfangreiche Erfahrung in der photonischen Integration, Quantenoptik und sicheren Kommunikationssystemen. Aufbauend auf dieser Expertise entwickelt das Institut skalierbare und praxistaugliche QKD-Systeme, die in industrielle Umgebungen, kritische Infrastrukturen und zukünftige Quantenkommunikationsnetze integriert werden können.

Wir bieten:

• Entwicklung von QKD-Komponenten und -Modulen
• Integration photonischer Systeme in bestehende Netzwerke
• Begleitende Forschung zur Standardisierung und InteroperabilitätFörderprojekte im Rahmen nationaler und europäischer Programme (z. B. Quantum Flagship, IPCEI, BMBF-Initiativen)

Quanten-Zufallszahlengenerierung (QRNG)

Die Quanten-Zufallszahlengenerierung nutzt die intrinsische Unvorhersehbarkeit quantenmechanischer Prozesse zur Erzeugung echter Zufallszahlen – eine Grundlage für sichere Verschlüsselung, Authentifizierung und Simulationen.

Das Fraunhofer IPMS entwickelt hardwarebasierte QRNG-Lösungen auf Basis integrierter photonischer Technologien. Diese Systeme bieten höchste Vertrauenswürdigkeit und sind für den Einsatz in sicherheitskritischen Anwendungen optimiert, von der Kryptografie über Cloud-Infrastrukturen bis hin zur Quantenmesstechnik.

Wir bieten:

• Entwicklung und Validierung von QRNG-Hardware
• Integration in bestehende Kommunikations- und Sensorsysteme
• Gemeinsame Forschungsprojekte zu Quantenzufälligkeit und Signalverarbeitung
• Testumgebungen für industrielle Partner und Forschungseinrichtungen

Zusammenarbeit

Das Fraunhofer IPMS versteht sich als Brückenbauer zwischen Grundlagenforschung, angewandter Entwicklung und industrieller Umsetzung. Für Fördermittelgeber, Forschungseinrichtungen und Industriepartner bietet das Institut:

• eine exzellente Infrastruktur für photonische und quantenoptische Systeme,
• langjährige Erfahrung in der Umsetzung öffentlich geförderter Forschungsprojekte,
• und eine aktive Beteiligung an nationalen und europäischen Quanteninitiativen.

Gemeinsam gestalten wir die Zukunft der sicheren Kommunikation – vom Quantenphoton bis zum industriellen Netzwerk.