Q-SCALAR

Motivation

Sichere Kommunikation entwickelt sich zu einem Eckpfeiler unserer Gesellschaft. Quantennetzwerke versprechen neue Sicherheitsniveaus, doch viele aktuelle Ansätze basieren lediglich auf Zwei-Zustands-Systemen (Qubits) und unterbrechen die Kommunikation bei Lauschangriffen oder übermäßigem Rauschen. Dies schränkt die Skalierbarkeit und Zuverlässigkeit in realen Netzwerken mit vielen Nutzern ein. Q-SCALAR begegnet dieser Herausforderung durch die Entwicklung von ”Quantum Staircase Cryptography”: Protokolle, die hierarchischen Zugriff ermöglichen und die Anpassung der Sicherheitsstufen ohne Verbindungsunterbrechung ermöglichen.

Ziele und Vorgehen

Q-SCALAR untersucht Qudit-Netzwerkressourcen – höherdimensionale Kodierungen jenseits von Qubits, einschließlich spezieller Klassen stark verschränkter Zustände – und entwickelt auf die Staircase Cryptography zugeschnittene Fehlerkorrekturmethoden. Um Machbarkeit und Leistungsfähigkeit zu bewerten, wird das Projekt Prototyp-Softwareplattformen für die Analyse und Evaluierung von Staircase-Protokollen unter realistischen Netzwerkbedingungen bereitstellen.

Innovation und Perspektiven

Die Innovation von Q-SCALAR besteht in einem integriertem Arbeitsablauf, der höherdimensionale Netzwerkressourcen mit anwendungsspezifischer Fehlerkorrektur und hierarchischer Kryptographie kombiniert. Dies ermöglicht eine dynamische Erhöhung der Sicherheit und stellt sicher, dass die Kommunikation auch bei Störungen aufrechterhalten bleibt. Die Ergebnisse werden Softwareprototypen, die als Leitfaden für zukünftige experimentelle Untersuchungen mit Partnern dienen und gemeinsame Maßstäbe für Industrie und Wissenschaft liefern, umfassen.