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Ausgabe 192

Monatsmagazin mit Berichten von der Politik bis zur Kultur: sechs bis acht Mal jährlich mit bis zu 100 Seiten Österreich. 14.326 pdf-Downloads im Junii 2020 auf http://oesterreichjournal.at/

ÖSTERREICH JOURNAL NR.

ÖSTERREICH JOURNAL NR. 192 / 02. 06. 2020 Wissenschaft & Technik 72 Fördervolumen von 1 Milliarde Euro gestartet. Zu den Zielen gehört u.a. die Entwick - lung einer wettbewerbsfähigen europäischen Quantentechnologie-Industrie und die Etablierung Europas als dynamische und attraktive Region für Quantenforschung. Mit dem Projekt UNIQORN (Affordable Quantum Communication for Everyone: Revolutionizing the Quantum Ecosystem from Fabrication to Application) leitet das AIT mit 17 Partnern aus Europa eine innovative benutzerorientierte Pionierforschung, um über den Einsatz photonischer Technologien eine Miniaturisierung von Quantenapplikationen in Richtung System-on-Chip- Lösungen einzuläuten. Dadurch soll Quantentechnologie kostenoptimiert für die Allgemeinheit zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere für die Generierung echter Zu - fallszahlen (und damit eine hochsichere Schlüsselverteilung) wird das Projekt mit der Realisierung von spezialisierten quantenoptischen Quellen, miniaturisierten QKD-Sendeeinheiten und -Detektortechnoloigen auf massentauglichen Fertigungsplattformen wichtige Impulse und Durchbrüche liefern. https://quantum-uniqorn.eu/aktuelle-news/ Im Rahmen des Projekts CiVIQ steht die kosteneffiziente Integration von Technologien der Quantenkommunikation in aufkommende optische Telekommunikationsnetze im Mittelpunkt der Forschung. Insgesamt 21 Partner, darunter führende Telecoms, Integratoren und Entwickler von QKD, arbeiten an modernsten flexiblen und kostengünstigen Systemen zur Quantenschlüsselverteilung (QKD) sowie an neuen quantenkryptographischen Systemen und Protokollen. KonsumentInnen, Industrie und Institutionen sollen in Zukunft innovative Dienstleistungen an geboten werden können, welche den Be - dürfnissen eines sicheren Telekommunikationsmarktes gerecht werden. Das AIT entwickelt in diesem Projekt QKD-Prototypen und spezialisierte Software für den Feldeinsatz. https://civiquantum.eu/ Foto: AIT / Michael Mürling Foto: ESA / Grimault Empfangsgerät für Daten, die mit Quantentechnologie verschlüsselt werden. Die Europäische Weltraumorganisation ESA widemt sich der friedlichen Erforschung und Nutzung des Weltraums zum Wohle der Menschheit widmet. Sie hat 22 Mitgliedsstaaten: Belgien, Dänemark, Deutschland, Est - land, Finnland, Frankreich, Griechenland, »Österreich Journal« – http://www.oesterreichjournal.at QUARTZ: Quantenverschlüsselung über Satelliten Seit 2018 ist das AIT auch maßgeblich an dem von SES, dem weltweit führenden Sa - tellitenbetreiber, koordinierten Konsortium zur Entwicklung eines satellitengestützten Cybersecurity-Systems auf Basis von Quantenverschlüsselung beteiligt. Das Projekt QUARTZ (Quantum Cryptography Telecommunication System) wird von der Europäischen Weltraumorganisation ESA unterstützt. Dem QUARTZ-Konsortium gehören neben dem AIT und dem Projektkoordinator SES auch acht weitere renommierte Forschungseinrichtungen, Universitäten und Firmen an. Gemeinsam wird bis 2021 daran gearbeitet, die Verteilung sicherer Schlüssel zwischen optischen terrestrischen Bodenstationen, die alle über Quantenverbindungen mit einem Quantensatelliten verbunden sind, zu konzipieren und erste Soft- und Hardware-Komponenten zu entwickeln. Denn mit der unbegrenzten Abdeckung durch Satelliten können die heute bestehenden Beschränkungen glasfaserbasierter QKD-Systeme mit Übertragungsreichweiten von wenigen hundert Kilometern überwunden und ein global verfügbares Cybersecurity-System auch für Netze in entlegenen Regionen verfügbar ge - macht werden. n https://www.ait.ac.at/quartz Die Entwicklung wird von der ESA unterstützt Anläßlich der QUARTZ-Unterzeichnung: Magali Vaissiere, ESA-Direktorin für Telekommunikation und integrierte Anwendungen; Nicole Robinson, SVP Global Government bei SES Networks Irland, Italien, Luxemburg, Niederlande, Nor - wegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Spanien, Schweden, Schweiz Tschechische Re publik, Ungarn und das Vereinigte Königreich. n https://www.esa.int/

ÖSTERREICH JOURNAL NR. 192 / 02. 06. 2020 Wissenschaft & Technik IST Austria Wissenschafter zeigen Quantenradar-Prototyp 73 Physiker des Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) gelang es, einen Radarprototypen zu entwickeln, der sich zur Objekterkennung des Phänomens der Quantenverschränkung bedient. © IST Austria/Philip Krantz Quantenverschränkung ist ein physikalisches Phänomen, bei dem zwei Teilchen miteinander verbunden bleiben und physikalische Eigenschaften teilen, unabhängig davon, wie weit sie voneinander entfernt sind. Nun haben Wissenschafter der Forschungsgruppe um Professor Johannes Fink am Institute of Science and Technology Austria (IST Austria) in Klosterneuburg ge - meinsam mit Stefano Pirandola vom Massachusetts Institute of Technology (MIT), USA und der University of York, Großbritannien, sowie David Vitali von der Universität Ca - merino, Italien, eine neuartige Detektionstechnologie namens Mikrowellen-Quantenillumination entwickelt. Der Prototyp, ein sogenanntes Quantenradar, ist in der Lage, Objekte in verrauschten thermischen Umgebungen zu erkennen, in denen klassische Ra - darsysteme oft versagen. Die neue Technologie, die auf der Verwendung verschränkter Mikrowellenphotonen basiert, könnte potentiell in biomedizinischen Niedrigenergie- Bildgebungsverfahren und Sicherheitsscannern zur Anwendung kommen. Illustration eines Quantenradar-Prototyps Quantenverschränkung als neue Detektionsmethode Im Prinzip ist die Funktionsweise des Systems relativ einfach: Anstatt konventionelle Mikrowellen zu verwenden, verschränken die Forscher zwei Gruppen von Photonen, die als „Signal“ und „Idler“ bezeichnet werden. Die Signal-Photonen werden in Richtung des zu detektierenden Objekts ausgesandt, während die Idler-Photonen relativ isoliert, frei von Störungen und Rauschen ge messen werden. Wird das Signal zurück - reflektiert, geht die Verschränkung zwischen Signal- und Idler-Photonen zum Großteil verloren, nur einige wenige Korrelationen bleiben bestehen. Diese erzeugen aber eine Signatur oder ein Muster bei der Rekombination der beiden Signale, das die Existenz oder Abwesenheit des Zielobjekts be - schreibt – unabhängig vom Rauschen in der Umgebung. „Was wir gezeigt haben, ist der praktische Nachweis eines theoretischen Konzepts für Mikrowellen-Quantenradare“, so Erst - autor und zum Zeitpunkt der Forschungen Postdoc in der Fink-Gruppe Shabir Barzanjeh, dessen bisherige Forschung dazu beigetragen hat, den theoretischen Rahmen um quantenbasierte Radartechnologie zu entwikkeln. „Mithilfe von Quantenverschränkung, die bei einigen Tausendstel Grad über dem absoluten Nullpunkt (-273,14 °C) erzeugt wurde, konnten wir Objekte mit sehr geringer Reflektivität bei Raumtemperatur detektieren.“ Quantenradar klassischen Radaren bei niedriger Leistung überlegen Obwohl die Verschränkung von Quantenteilchen prinzipiell sehr instabil ist, hat das neu entwickelte Gerät gegenüber herkömmlichen Radaren einige grundlegende Vorteile. So haben klassische Radarsysteme bei sehr kleinen Signalleistungen typischerwei se eine geringe Empfindlichkeit, da sie Schwierigkeiten haben, die vom Objekt reflektierte Strahlung von natürlich auftretendem Hin - tergrundstrahlungsrauschen zu unterscheiden. Mit der Quantenillumination kann dieses Problem umgangen werden, da die Ähn- »Österreich Journal« – http://www.oesterreichjournal.at

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