29.07.2022

Uniquorn: Wien erhält im Rahmen von “QKD4GOV” ein Quantennetzwerk

In den vergangenen dreieinhalb Jahren wurden im Rahmen des multidisziplinären EU-Projekts Uniquorn neue Geräte und Anwendungen der Quantenkommunikation für den Massenmarkt entwickelt. Wien hat erste Schritte in Richtung Quantennetzwerk gesetzt.
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(c) AIT / GettyImages/NicoElNino - In Wien werden Ministerien und Behörden mit QKD-Links verbunden.

Ende des Monats läuft das Uniquorn-Projekt aus. Das Ergebnis: Das Forschungskonsortium konnte zeigen, dass quantenoptische Setups auf eine Größe von wenigen Zentimetern miniaturisiert werden können. Dadurch würden sich neue Anwendungsszenarien eröffnen, die zur Lösung zentraler europäischer Herausforderungen wie Datensouveränität und nachhaltige Technologienutzung beitragen können. Die Entwicklungsarbeiten erfolgten im Rahmen der Ramp-up-Phase der europäischen Initiative “Quantum Technologies Flagship“.

Uniquorn wurde 2018 gestartet

Quantenkommunikation gilt als ein wichtiger Eckpfeiler der zweiten Quantenrevolution und eröffnet Potential für informationstheoretische Datensicherheit. Um dieses Versprechen auch einzulösen, müssen leistungsfähige, kompakte und kosteneffiziente Module für die praktische Umsetzung zur Verfügung stehen.

Das europäische Horizon 2020 Projekt “Uniquorn – Affordable Quantum Communication for Everyone: Revolutionizing the Quantum Ecosystem from Fabrication to Application” wurde 2018 von der Europäischen Kommission ausgewählt.

Ziel war die Verbindung innovativer, nutzerorientierter Pionierforschung im Bereich der Quantentechnologie mit der zeitnahen Verwertung von Prototyp-Komponenten und System-on-Chip-Lösungen.

Im Projekt konnte die Miniaturisierung von optischen Setups demonstriert werden. Konkret: Ein voll funktionsfähiger Transmitter zur Quantenschlüsselverteilung (QKD) wurde zusammen mit Lasern, Modulatoren und optischen Abschwächern auf einem zwei Mal vier Millimeter großen photonischen Chip realisiert. Da diese Technologie eine absolut sichere Datenverschlüsselung garantiere, sollen in Zukunft kleine und kostengünstige QKD-Komponenten in nahezu allen optischen Kommunikationsgeräte integriert werden können.

Quantenkommunikation künftig industriell einsetzbar

Neben der Chip-Integration erforschten die Expert:innen im Rahmen von Uniquorn auch neue Anwendungen sowie die Netzwerkfähigkeit der Quantenschlüsselverteilung. In einem innerstädtischen Glasfasernetz in Bristol (UK) etwa wurden verschiedene QKD-Links aufgebaut, um die künftige Verschlüsselung von 5G-Stationen zu testen.

Dieses Netzwerk verfügte über einen neuartigen Controller, der die Leistung der QKD-Links überwachte und die Verbindungen zwischen den Stationen aktiv umschalten konnte, um so unterbrochene Links zu umgehen bzw. zu kompensieren und damit die Resilienz des gesamten QKD-Netzwerks zu erhöhen.

Das Projekt konnte darüber hinaus unter Beweis stellen, dass QKD-Dienste über flexible Glasfasernetze für Haushalte auch der Allgemeinheit zur Verfügung gestellt werden könnten.

Photonenquellen für Massenproduktion

Weiters wurden verschränkte Photonenquellen, die zur Verbindung von weit voneinander entfernten Quantencomputern und Quantenrepeatern von zentraler Bedeutung sind, auf kleinen Polymer-Plattformen realisiert und für die Massenproduktion ausgelegt. Da das Quanteninternet neben QKD auch andere neue Anwendungen ermöglichen soll, wurden darüber hinaus quantengesicherte Methoden für Einmal-Tokens entwickelt, die bei Finanztransaktionen ebenso zum Einsatz kommen können wie im Onlinehandel.

“Dank der Fortschritte im Bereich der photonischen Integration können Systeme zur absolut sicheren Quantenkommunikation einfach in bestehende Kommunikationsgeräte wie etwa Modems integriert werden und bringen damit die Quantentechnologie in jedes Wohnzimmer”, erklärt Hannes Hübel, Koordinator des Projekts Uniquorn und Leiter der Forschungsgruppe Quantum Technologies am AIT (Austrian Institute of Technology). “Das Projekt endet zwar jetzt, wird aber trotzdem weiterleben – denn die meisten Partner werden ihre Forschungen in der nächsten Phase des ‘Quantum Technologies Flagship’ weiterführen und auch an der Schaffung eines europäischen Quantennetzwerks im Rahmen der EuroQCI Initiative mitwirken.”

Wien testet Quantennetzwerk

In Wien wurden bereits die ersten Schritte in Richtung eines einsatztauglichen Quantennetzwerkes unternommen. Im Rahmen des Projektes “QKD4GOV”, das im KIRAS-Sicherheitsforschungsförderprogramm des BMLRT und der FFG finanziert wird, werden Ministerien und Behörden in Wien mit QKD-Links verbunden und die Technologie unter alltagstauglichen Bedingungen getestet. Die ersten strategischen Standorte verschiedener Behörden sind bereits an das QKD-Netz angebunden.

Der Vollausbau zusammen mit den ersten Demonstrationen von QKD-gesicherter Kommunikation zwischen Sicherheitsbehörden ist für den Herbst geplant.

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SwiftSolar
(c) LinkedIn/FB - Maximilian Hörantner von SwiftSolar.

Maximilian Hörantner hat im Silicon Valley 2017 mit fünf Mitgründern SwiftSolar ins Leben gerufen, ein Startup, das Perowskit-Solartechnologie (ein Mineral mit typischer Kristallstruktur) herstellt. Dafür gab es nun eine Series A in Höhe von 27 Mio. US-Dollar.

SwiftSolar: insgesamt 44 Mio. US-Dollar eingesammelt

Die Runde wurde gemeinsam von Eni Next (Corporate-Venture-Capital-Arm von Eni) und Fontinalis Partners geleitet. Außerdem beteiligen sich neue und bestehende Investoren an der Runde, darunter die Stanford University, Good Growth Capital, BlueScopeX, HL Ventures, Toba Capital, Sid Sijbrandij, James Fickel, Adam Winkel, Fred Ehrsam, Jonathan Lin und Climate Capital.

Somit hat SwiftSolar insgesamt 44 Millionen US-Dollar für seine Mission eingesammelt, die Solarenergielandschaft mit Perowskit-Tandem-Solarprodukten zu verändern. Das aktuelle Kapital soll die Skalierung der Tandemtechnologie von SwiftSolar beschleunigen, während sich das Unternehmen auf den Spatenstich für seine erste Fabrik vorbereitet.

“In den letzten Jahren haben wir extrem hart daran gearbeitet, unsere bahnbrechende Tandem-Solarzellentechnologie auf den Markt zu bringen”, schreibt der gebürtige Wiener Hörantner auf LinekdIn. “Die größte Erkenntnis für mich war, dass Deep Tech DEEP Tech ist und es viel harte Arbeit und Zeit von brillanten und engagierten Menschen braucht, um sie vom Labor in die Produktion zu bringen. Aber es ist ein phänomenales Gefühl, wenn man sieht, dass es tatsächlich geschieht, wenn viele Puzzleteile zusammenpassen und der Weg, der vor uns liegt, immer klarer wird.”

Perowskit-Tandemtechnologie

Der USP der Perowskit-Tandemtechnologie von SwiftSolar verspricht, die heutigen und gängigen Silizium- und Dünnschichttechnologien in Sachen geringere Kosten drastisch zu übertreffen. Die Herstellung von Perowskit-Solarzellen erfordere weniger Material und weniger Energie, was die Herstellungskosten und die Kohlenstoffbelastung senken soll. Die Leistungssteigerungen und Kostensenkungen der Perowskit-Technologie hätten sogar das Potenzial, die Gesamtkosten der Solarenergie um bis zu 30 Prozent zu senken, so der Claim.

SolarSwift möchte Solarproduktion zurück in die USA bringen

“Solar ist die Zukunft der Energie – nicht nur der sauberen Energie”, sagte Joel Jean, ebenfalls Mitbegründer und CEO von SwiftSolar per Aussendung. “Unsere fortschrittlichen Perowskit-Solarzellen können alles übertreffen, was derzeit auf dem Markt erhältlich ist. Die Menschen wissen vielleicht nicht, dass die Solarproduktion heute in China und Südostasien konzentriert ist. SwiftSolar wird die fortschrittliche Solarproduktion zurück in die USA bringen und unseren heimischen Sektor für erneuerbare Energien stärken. Dies ist eine noch nie dagewesene Gelegenheit, die globale Solarindustrie umzugestalten. Wir freuen uns, mit dieser Finanzierungsrunde mit erstklassigen Deep-Tech- und strategischen Investoren zusammenzuarbeiten, um Swift auf die nächste Stufe zu heben.”

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