Das QOSiLICIOUS-Konsortium freut sich, den offiziellen Start einer neuen internationalen Forschungsinitiative bekannt zu geben, die im Rahmen des Pathfinder-Programms des Europäischen Innovationsrats (EIC) finanziert wird. Das Projekt begann mit Februar 2025 und markiert einen bedeutenden Schritt zur Weiterentwicklung der Quantenschlüsselverteilung (Quantum Key Distribution, QKD) durch einen rein auf Silizium basierten Technologieansatz, der hochgradig miniaturisierte und kosteneffiziente QKD-Lösungen ermöglicht. Die Quantenschlüsselverteilung nutzt die Prinzipien der Quantenmechanik zur Verschlüsselung der Kommunikation. Die Schlüssel zur Dekodierung von Informationen werden mit Hilfe von Photonen bzw. Quantenlichtteilchen verteilt. Jeder Versuch, diese Quantenschlüssel abzufangen, unterbricht ihren Zustand und warnt Nutzer:innen vor einem möglichen Abhören. Die Technologie gewährleistet somit einen grundlegend sicheren Datenaustausch. QKD stellt die Spitze der Cybersicherheit dar, da es eine wichtige zukünftige Sicherheitsbarriere gegen aufkommende Quantencomputer darstellt, die die heutigen Verschlüsselungskonzepte obsolet machen werden. Andreas Kugi, Scientific Director, AIT Austrian Institute of Technology: „Die Quantenschlüsselverteilung (QKD) ist eine Schlüsseltechnologie zur langfristigen Absicherung unserer digitalen (kritischen) Infrastruktur. Mit QOSiLICIOUS machen wir einen entscheidenden Schritt hin zur Massentauglichkeit der Quantenkommunikation: Durch die Integration auf Siliziumbasis lassen sich die Kosten senken, was eine breite Skalierung ermöglicht. Damit legen wir das Fundament für eine führende europäische Rolle in der sicheren Kommunikation der Zukunft.“
QOSiLICIOUS zielt darauf ab, eine optisch aktive, vollständig aus Silizium bestehende QKD-Lösung zu entwickeln, die den Einsatz seltener Halbleitermaterialien überflüssig macht und die wichtigsten Herausforderungen bei der QKD-Integration auf Chipebene löst. Dieser Ansatz soll einen Paradigmenwechsel herbeiführen, indem er die Integration von QKD in mikroelektronische Systeme erheblich vereinfacht und so eine breitere Einführung als Standardkomponente einer sicheren Kommunikationsinfrastruktur erleichtert. Das Projekt adressiert QKD als transformative Lösung für den Sektor der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT), da sie eine informationstheoretisch sichere Verschlüsselung für Anwendungen bietet, bei denen herkömmliche Sicherheitskonzepte künftig nicht mehr mithalten können.
Die langfristige Vision von QOSiLICIOUS ist die Integration von QKD rein auf Siliziumbasis, was eine nahtlose und kosteneffiziente Integration in lokale Netze und in tragbaren Geräten wie z.B. Smartphones ermöglicht. Im Zeitalter des Quantencomputers wird diese Technologie dazu beitragen, Cyber-Bedrohungen für die zunehmend vernetzte IKT-Infrastruktur, die die Grundlage für die moderne private und berufliche Kommunikation bildet, zu verringern.
Das QOSiLICIOUS-Konsortium wird von Mariana Ramos als Expertin für Quantentechnologien am AIT Austrian Institute of Technology geleitet. Weitere Partner des Projekts sind Nvidia (Israel), das IHP - Leibniz-Institut für Hochleistungsmikroelektronik und die Universität Glasgow. QOSiLICIOUS wird im Rahmen des konkurrenzstarken EIC Pathfinder-Programms gefördert und erhält vom Europäischen Innovationsrat im Rahmen von Horizon-Europe 3,4 Mio. Euro, was das Engagement der EU für die Förderung der Quantenkommunikation und die Gewährleistung der Sicherheit der digitalen Infrastruktur unterstreicht. "Obwohl chipbasierte Quantensysteme bereits erfolgreich demonstriert wurden, stellen ihre Komplexität und ihre hohen Kosten nach wie vor ein erhebliches Hindernis für eine breite Akzeptanz dar - eine Herausforderung, die wir in diesem neuen Projekt lösen wollen", so Ramos.
Das Kick-off-Meeting fand am 17. und 18. Februar am AIT-Hauptstandort in Wien statt und brachte führende Forscher:innen und Industrieexpert:innen aus dem gesamten europäischen Raum zusammen.
Über das AIT Austrian Institute of Technology
Das AIT Austrian Institute of Technology ist mit mehr als 1.500 Beschäftigten Österreichs größte Forschungs- und Technologieorganisation. Das AIT fokussiert auf die Forschungsschwerpunkte „Nachhaltige und resiliente Infrastrukturen“, insbesondere in den Bereichen Energie, Transport und Gesundheit, sowie die „Digitale Transformation von Industrie und Gesellschaft“ und arbeitet dabei eng mit Universitäten, der Industrie und öffentlichen Institutionen zusammen. Am AIT arbeiten die Expert:innen an der Spitze der Industrialisierung der Quantenkommunikation. Aufbauend auf der Pionierarbeit des Nobelpreisträgers Anton Zeilinger ist das AIT führend in der Quantenkryptographie und treibt terrestrische und satellitengestützte Kommunikationstechnologien voran.
Das AIT spielt eine wichtige Rolle im europäischen Quanten-Flaggschiff-Programm und in der EuroQCI-Initiative, die sich auf die Schaffung einer hochsicheren Quanteninfrastruktur in der EU konzentriert.
Die Forschungsarbeiten im Rahmen von QOSiLICIOUS ergänzen dieses Fachwissen durch den Schwerpunkt auf Miniaturisierung der für die Quantenkommunikation erforderlichen Komponenten. Weitere aktuelle Projekte sind QCI-CAT und PETRUS, die für die Entwicklung der nächsten Generation von Quantenkommunikationsnetzen in Europa entscheidend sind. QCI-CAT treibt die Entwicklung einer Quantenkommunikationsinfrastruktur für hochsichere staatliche Anwendungen in der EU voran und setzt konkrete Anwendungen in Österreich um. In diesem Zusammenhang arbeitet das AIT auch auf nationaler Ebene an Projekten wie QKD4GOV zur quantensicheren Kryptographie für die Übertragung vertraulicher Informationen zwischen Behörden im Rahmen des nationalen KIRAS-Förderprogramms für Sicherheitsforschung, das vom österreichischen Bundesministerium für Finanzen (BMF) finanziert wird. Das Projekt PETRUS zielt darauf ab, in den nächsten zehn Jahren einen europäischen Cyber-Schutzschild zu errichten, der auf einer Quantenkommunikations-Infrastruktur aus terrestrischen und satellitengestützten Lösungen basiert. Darüber hinaus ist das AIT maßgeblich an der Nostradamus-Initiative beteiligt, die im Auftrag der Europäischen Kommission eine Testinfrastruktur für Quantum Key Distribution (QKD) in Europa aufbauen soll. Dies wird die Evaluierung von QKD-Geräten europäischer Hersteller ermöglichen.
Weitere Informationen:
- AIT-Forschungsgruppe Enabling Digital Technologies: https://www.ait.ac.at/edt
- Quanten-Flaggschiff - EuroQCI-Initiative: https://qt.eu/ecosystem/quantum-communication-infrastructure
- PETRUS: https://petrus-euroqci.eu/
- Projekt Open QKD: https://openqkd.eu/
- Projekt QCI-CAT: https://qci-cat.at