Quantenunterstützung für leistungsfähige Campusnetze
Campusnetze ermöglichen zukünftig die effiziente Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen im industriellen Umfeld. Digitale Zwillinge, erweiterte und virtuelle Realität sowie haptische Kommunikation werden extrem zuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz erfordern. Klassische Technologien stoßen dabei jedoch an ihre Grenzen. Es ist also notwendig bereits heute neue Kommunikations- und Rechenressourcen zu erforschen. In diesem Zusammenhang bietet die Quantenkommunikation durch Eigenschaften wie die Nicht-Kopierbarkeit von Quanteninformation oder die Quantenverschränkung, bei der Änderungen an einem System zeitgleich auf ein weitentferntes System übertragen werden, völlig neue Möglichkeiten. Somit können die zukünftigen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Vertrauenswürdigkeit, Sicherheit, Belastbarkeit, geringe Latenz und präzise Synchronisierung erreicht und gewährleistet werden.
Ziel des Projekts „Quanten Drahtloses Campusnetzwerk (QD-CamNetz)“ ist die Demonstration des ersten 5G-Quanten-Campusnetzes. Quantentechnologien sollen nahtlos in das bestehende 5G-Campusnetz integriert werden, um eine noch nie dagewesene Ausfallsicherheit und Zeitsynchronisation zu erreichen, welche die Säulen der künftigen Industrie 4.0, des taktilen Internets und künftiger 6G-Netze darstellen. Dazu werden Quantenrouter für den Einsatz außerhalb des Labors entwickelt und realisiert, die mit bestehender Kommunikationsinfrastruktur kompatibel sind. Hierfür wird zum einen der gesamte Quanten-Protokollstapel erforscht und entwickelt, der nicht nur die Kommunikation zwischen den Quantenroutern regelt, sondern beispielsweise auch Funktionen für Anwendungen bereitstellt. Zum anderen muss auch die zugehörige neuartige Netzarchitektur entwickelt und umgesetzt werden. Im Ergebnis entsteht eine Testplattform für die Erprobung realer industrieller Anwendungsbeispiele.
Campusnetze haben eine große wirtschaftliche Bedeutung für die Industrie sowie für die technologische Souveränität Deutschlands und der EU. Im Projekt wird das erste Quanten-Campusnetz geschaffen, wodurch zukünftige industriell wichtige Spezifikationen entscheidend mitgestaltet werden. Darüber hinaus wird ein weltweit einzigartiger Knotenpunkt für die Lehre und Ausbildung von Quanteningenieuren in Deutschland geschaffen. In diesem Kontext wird das 5G-Quanten-Campusnetz eine einzigartige Forschungs- und Testplattform für die Wissenschaft und Industrie bereitstellen.