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Photonen als Datenträger

Photonen als Datenträger

Das Speichern von Daten mit Hilfe von Licht ist einer der Schwerpunkte im Bereich der Forschung am optischen Computer. Wissenschaftler der Stanford University haben jetzt ein Verfahren entwickelt, das es ermöglicht, Daten in Photonen zu speichern (ein Photon ist das Elementarteilchen – also das Quant – eines elektromagnetischen Feldes) und zu verschicken. Vor allem in Sachen Datenschutz wäre diese Art der Datenübertragung ein großer Fortschritt gegenüber der Internetkommunikation mit Lichtstrahlen über Glasfaserkabel.

Quantenkommunikation hat den Vorteil, dass Daten unterwegs nicht abgefangen oder ausgelesen werden können, ohne dass es bemerkt wird. Photonen, die Information übertragen, sind nicht messbar, manipulierbar oder unbefugt lesbar, die Quanten würden dabei zerstört werden. Jeder Hackerangriff oder Versuch der Überwachung würde sofort auffallen.

Allerdings ist es nicht einfach, Geräte zu bauen, die mit Hilfe von Lichtquanten gespeicherte Daten versenden und empfangen können. Die Wissenschaftlerin Jelena Vuckovic (Stanford University) entwickelte mit ihrem Team einen speziellen Laser, mit dem das möglich ist. Da das Quantenlicht aber viel schwächer ist als der Rest des Lichts, das der modifizierte Laser aussendet, liegt die Problematik darin, störendes Licht herauszufiltern. Hierfür wird ein Galliumarsenid-Chip eingesetzt, der ähnlich arbeitet wie die Rauschunterdrückung bei Kopfhörern. Die Ingenieure der US-Uni haben analysiert, welche Frequenzen des Lichts stören und „stummgeschaltet“ werden müssen. Das verbleibende Quantenlicht trägt die gespeicherte Information.

Die dadurch mögliche Quantenkommunikation wäre der Grundstein für ein geplantes Quanteninternet, das die Forscher im Kleinformat als nächstes aufbauen wollen. Der in letzter Konsequenz dazu gehörige Quantencomputer, an dem auch Google und die Nasa forschen, wird aber noch ein Weilchen auf sich warten lassen.

Bildquelle: geralt / pixabay