Forschung: Licht als sichere Nachrichtentechnik der Zukunft

Physikerin Christine Silberhorn Fast nichts scheint heute vor Computer-Hackern sicher zu sein. Regierungen zittern um ihre geheimen Daten und auch der Otto-Normal-Computernutzer fürchtet um seine Bankdaten oder Kreditkartennummern. Christine Silberhorn arbeitet an der absolut sicheren Datenübermittlung. Die Quantenoptikerin von der Universität Paderborn nutzt dazu besondere Eigenschaften des Lichts.

Im Labor der jungen Professorin sorgen dicke Vorhänge an allen Wänden für absolute Dunkelheit. Auf einer riesigen Tischplatte stehen zahllose Linsen, Prismen und Spiegel, durch die sie bei ihren Experimenten grünes Laserlicht schickt. Licht ist ein wichtiger Datenträger in der Computertechnologie: Mit ihm lassen sich Informationen durch Internetleitungen weltweit verschicken - in Glasfaserkabeln zum Beispiel. Praktisch, aber eben nicht ganz sicher.

Um Hackern das Handwerk zu legen, bedient sich die Quantenoptikerin physikalischer Prinzipien, die das Abhören unmöglich machen sollen. Dazu beschäftigt sich die Physikerin mit den kleinsten Einheiten, in die man Licht zerlegen kann, den sogenannten Photonen oder Quanten. Den Photonen können Informationen aufgeprägt werden, die sie dann von einem Computer zum nächsten transportieren. Sobald aber der zweite Computer die übermittelten Daten gelesen hat, verliert das Lichtteilchen die Information, erklärt Silberhorn. Quasi ein Wegwerf-Datenträger, der für Hacker wertlos ist. Oder doch zumindest eine neue, schwierige Nuss, die es erst einmal zu knacken gilt.

Mit Physik zum Datenschutz

Weltweit forschen Physiker an solchen Verfahren. Wichtig werden könnten die zum Beispiel für die Kreditwirtschaft. "Die Sicherheit von Datenübermittlungen ist eines der höchsten Güter im gesamten Bankgeschäft", sagt Thomas Schlüter vom Bundesverband Deutscher Banken in Berlin. "Wir können keine eigene Forschung betreiben, verfolgen aber mit großem Interesse, wenn sich auf dem Gebiet Neuerungen ergeben. Allerdings ist eine neue Technologie für uns immer erst dann von Interesse, wenn sie Marktreife erlangt hat und wenn sie praktikabel ist."

Zwar gibt es erste quantenkryptographische Sender und Empfänger schon zu kaufen. "Aber von einer einfachen Verbindung bis zu einem kompletten Netzwerk ist es ein weiter Weg", betont Silberhorn. So weit ist es weder in ihrem Labor, noch in denen ihrer Kollegen.

Eigentlich wollte die Nürnbergerin Lehrerin werden, doch dann packte sie der Forscherehrgeiz. Jetzt betreibt sie Grundlagenforschung, und zwar äußerst erfolgreich. Die 37 Jahre alte Wissenschaftlerin erhielt bereits mehrere renommierte Preise, zuletzt den Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Preis 2011 - verbunden mit 2,5 Millionen Euro Forschungsgeld. "Das Geld verhilft unserer Forschung zu einer neuen Freiheit", freut sich die Physikerin. "Ich muss nicht erst für jede Anschaffung einen Antrag stellen und warten, ob die Mittel bewilligt werden."

"Wenn ich beispielsweise einen zusätzlichen Mitarbeiter benötige, kann ich ihn auch einstellen", sagt Silberhorn zufrieden. Sie glaubt, dass sich aus ihren Forschungen völlig neue Entwicklungen auch für andere Bereiche der Computertechnik ergeben können: "Durch die Quantenoptik können Computer viel leistungsstärker werden als heute. Es geht dabei um eine völlig neue Ebene der Technologie, die zum Beispiel nicht mehr auf Bits und Bytes basiert."