Quantenkommunikation im Weltraum?

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #50 am: 09. Oktober 2022, 10:52:30 »
Das war fällig mit genau den 3!

Das Rätsel der Interpretation bleibt...

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Offline Rücksturz

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #51 am: 09. Oktober 2022, 12:27:03 »
Zum gleichen Thema:

"Leopoldina-Präsident Gerald Haug gratuliert Leopoldina-Mitglied Anton Zeilinger zum Nobelpreis für Physik

Der österreichische Quantenphysiker Anton Zeilinger, Mitglied der Leopoldina, erhält den Nobelpreis für Physik 2022. Zeilinger wird die Auszeichnung gemeinsam mit den Quantenwissenschaftlern Alain Aspect (Frankreich) und John F. Clauser (USA) entgegennehmen. Die drei Quantenforscher werden für ihre bahnbrechenden Experimente mit verschränkten Quantenzuständen ausgezeichnet, bei denen sich zwei Teilchen wie eine Einheit verhalten, auch wenn sie getrennt sind. Ihre Ergebnisse hätten den Weg für neue, auf Quanteninformation basierende Technologien geebnet, so die Königlich-Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm. Eine Pressemitteilung der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina."



Logo Leopoldina. (Grafik: Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina)

Weiter in der Pressemitteilung der Leopoldina:
https://www.raumfahrer.net/leopoldina-praesident-gerald-haug-gratuliert-leopoldina-mitglied-anton-zeilinger-zum-nobelpreis-fuer-physik/

Viele Grüße
Rücksturz
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Offline James

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #52 am: 22. Oktober 2022, 12:47:40 »
"Forschungsprojekt HYPERSPACE will Grundlage für interkontinentales Quantennetzwerk schaffen

Gemeinsam wollen Forschende aus Europa und Kanada die Grundlage für ein interkontinentales Netzwerk zur Quantenkommunikation schaffen. Im Rahmen des Projektes HYPERSPACE soll dabei speziell die Verteilung verschränkter Photonen via Satellit erforscht werden. Das Forschungsvorhaben ist nun in seine dreijährige Projektlaufzeit gestartet. Eine Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF."

Weiter in der Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF  =>  Link zum Portalartikel

Viele Grüße, James

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Offline Volker

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #53 am: 24. Januar 2023, 11:09:13 »
Hallo,

Thales Alenia Space hat mit der ESA einen Vertrag zur Durchführung des TeQuantS Projektes abgeschlossen, um Techniken für die Quantenkommunikation zwischen Weltraum und Erde zu entwickeln. Ziel ist es, bis Ende 2025 optische Satelliten- und Bodenstationen zu bauen und so die Leistungsfähigkeit von satellitengestützter Quantenkommunikation zu demonstrieren.

Quelle: https://www.capital.fr/entreprises-marches/thales-alenia-space-a-signe-un-contrat-pour-le-projet-tequants-1458118

Gruß
Volker
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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #54 am: 25. Januar 2023, 13:22:10 »
Hallo,

Thales Alenia Space hat mit der ESA einen Vertrag zur Durchführung des TeQuantS Projektes abgeschlossen, um Techniken für die Quantenkommunikation zwischen Weltraum und Erde zu entwickeln. Ziel ist es, bis Ende 2025 optische Satelliten- und Bodenstationen zu bauen und so die Leistungsfähigkeit von satellitengestützter Quantenkommunikation zu demonstrieren.

Quelle: https://www.capital.fr/entreprises-marches/thales-alenia-space-a-signe-un-contrat-pour-le-projet-tequants-1458118

Gruß
Volker

LEO - Erde geht besser klassisch: Der ping delay bei 600 km liegt klassisch bei 2 ms

Bei GEOs: Der ping delay geht dann von 150 ms auf 0. Damit wäre - Bandbreite vorausgesetzt - das Ende der LEO-Telekommunikation eingeläutet.
Artemis-1 - seither sehen alle Apollo-Zweifler alt aus :-)

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Offline jdark

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #55 am: 25. Januar 2023, 13:29:36 »

LEO - Erde geht besser klassisch: Der ping delay bei 600 km liegt klassisch bei 2 ms

Bei GEOs: Der ping delay geht dann von 150 ms auf 0. Damit wäre - Bandbreite vorausgesetzt - das Ende der LEO-Telekommunikation eingeläutet.

Woher nimmst du die Sicherheit, dass die Latenz 0 betragen wird? Doch nicht von dem Glauben, dass die Verschränkten Photonen die Information instantan übertragen oder?  ;P
Und wer ist schuld?....

Philipp

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #56 am: 25. Januar 2023, 14:11:06 »
Wenn man das wüsste, bekäme man den Nobelpreis würde ich behaupten..

Aber ich gebe joachim999 recht.

Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #57 am: 25. Januar 2023, 14:57:37 »

LEO - Erde geht besser klassisch: Der ping delay bei 600 km liegt klassisch bei 2 ms

Bei GEOs: Der ping delay geht dann von 150 ms auf 0. Damit wäre - Bandbreite vorausgesetzt - das Ende der LEO-Telekommunikation eingeläutet.

Woher nimmst du die Sicherheit, dass die Latenz 0 betragen wird? Doch nicht von dem Glauben, dass die Verschränkten Photonen die Information instantan übertragen oder?  ;P

Dazu sei noch das folgende Video von Prof. David Kipping (Department of Astronomy, Columbia University) empfohlen:


Die Kurzantwort:
nein

Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #58 am: 25. Januar 2023, 17:07:30 »

LEO - Erde geht besser klassisch: Der ping delay bei 600 km liegt klassisch bei 2 ms

Bei GEOs: Der ping delay geht dann von 150 ms auf 0. Damit wäre - Bandbreite vorausgesetzt - das Ende der LEO-Telekommunikation eingeläutet.

Woher nimmst du die Sicherheit, dass die Latenz 0 betragen wird? Doch nicht von dem Glauben, dass die Verschränkten Photonen die Information instantan übertragen oder?  ;P

Dazu sei noch das folgende Video von Prof. David Kipping (Department of Astronomy, Columbia University) empfohlen:


Die Kurzantwort:
nein

Naja - wenn man das so sicher wüßte, dann wäre das Forschungsprojekt der Signalübertragung instantan oder v > c obsolet.

Ich sehe es mal als Grundlagenforschung an. Überlichtgeschwindigkeit läßt sich gut auf langen geraden Strecken sicher messen. Da bietet sich eine LEO-Messung an.
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Offline Volker

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #59 am: 25. Januar 2023, 22:23:13 »
Hallo,


LEO - Erde geht besser klassisch: Der ping delay bei 600 km liegt klassisch bei 2 ms

Bei GEOs: Der ping delay geht dann von 150 ms auf 0. Damit wäre - Bandbreite vorausgesetzt - das Ende der LEO-Telekommunikation eingeläutet.

Steht doch im Text, den ich verlinkt habe. Glasfaserkabel auf der Erde können nur bis zu einer Entfernung von 150 km Quanteninformationen direkt übertragen. Deshalb wird der Einsatz von Satelliten als beste Option für die Quantenkommunikation über grössere Entfernungen angesehen.

Gruss
Volker
Forschung aktuell: Das Neueste aus Wissenschaft und Forschung

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Offline Erika

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #60 am: 26. Januar 2023, 06:35:49 »
Ich hatte das so verstanden, dass es bei der Übertragung von Zuständen verschränkter Quantenobjekten keinen übertragungsweg benötigt.
Da es keinen Weg gibt gibt es auch keine Geschwindigkeit.
Die Grundlagen hab ich nicht Verstanden.
Aber wenn das Funktioniert könnte man ohne Verzögerung mit Marssonden kommunizieren.
Wissen ist Macht. Nichts wissen macht nichts

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Offline Volker

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #61 am: 26. Januar 2023, 08:32:37 »
Hallo,

Ich hatte das so verstanden, dass es bei der Übertragung von Zuständen verschränkter Quantenobjekten keinen übertragungsweg benötigt.
Da es keinen Weg gibt gibt es auch keine Geschwindigkeit.
Die Grundlagen hab ich nicht Verstanden.
Aber wenn das Funktioniert könnte man ohne Verzögerung mit Marssonden kommunizieren.

Die Verschränkung der Quanten führt zwar dazu, dass das eine Quantum "weiss" in welchem Zustand sich das andere befindet. Eine überlichtschnelle Übertragung von Information lässt sich aber dennoch nicht erreichen. Siehe https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenverschr%C3%A4nkung
Das heißt, die Information reist auch hier nicht schneller als das Licht.

Es geht bei der Quantenkommunikation also nicht darum, schneller als bisher Informationen übertragen zu können, sondern sicherer als bisher, durch Quantenschlüsselaustausch: https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenschl%C3%BCsselaustausch

Gruß
Volker
« Letzte Änderung: 26. Januar 2023, 16:07:19 von Volker »
Forschung aktuell: Das Neueste aus Wissenschaft und Forschung

Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #62 am: 26. Januar 2023, 15:27:33 »
Die Verschränkung der Quanten führt zwar dazu, dass das eine Quantum "weiss" in welchem Zustand sich das andere befindet. Eine überlichtschnelle Übertragung von Information lässt sich aber dennoch nicht erreichen.

Hallo,

ich habe verstanden, dass es mindestens nach unserem heutigen Wissen nicht möglich ist, mit Hilfe der Quantenverschränkung Informationen überlichtschnell zu übertragen. Ich stelle das auch nicht in Frage. Aber ein Punkt irritiert mich dabei: Ist die reine Tatsache, dass ein Quant "weiß", welchen Zustand sein verschränkter Partner hat, nicht auch schon eine Informationsübertragung an sich?

Nochmal: Es geht mir dabei nicht darum, den Fakt in Frage zu stellen, dass wir zumindest mit unseren heutigen Mitteln die Verschränkung nicht zur Informationsübertragung nutzen können. Das ist völlig klar. Aber nach meinem (evtl. fehlerhaften) Verständnis ist die pure Verschränkung an sich doch schon eine überlichtschnelle Übertragung von Informationen (darüber, wie der Zustand des Partners ist). Mein Gedanke dabei ist einfach nur: Wenn diese eine Information über den Zustand des Partners überlichtschnell übertragen wird, könnte das ja zumindest ein Hinweis darauf sein, dass auch andere Informationen vielleicht irgendwann übertragen werden könnten. Mag aber völlig falsch sein, ich bin kein Fachmann  ;)

Gruß
Excalibur
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Offline Volker

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #63 am: 26. Januar 2023, 16:05:49 »
Hallo,

Aber nach meinem (evtl. fehlerhaften) Verständnis ist die pure Verschränkung an sich doch schon eine überlichtschnelle Übertragung von Informationen (darüber, wie der Zustand des Partners ist). Mein Gedanke dabei ist einfach nur: Wenn diese eine Information über den Zustand des Partners überlichtschnell übertragen wird, könnte das ja zumindest ein Hinweis darauf sein, dass auch andere Informationen vielleicht irgendwann übertragen werden könnten.

Man kann den Zustand der verschränkten Quanten (z.B. Photonen) nicht überprüfen, ohne ihn zu zerstören. Das ist ähnlich wie bei Schrödingers Katze: sie ist nur solange sowohl am Leben als auch tot bis man nachsieht. Anders als in unserer makroskopischen Alltagswelt, wo der momentane Zustand eines Quellsystems feststellbar ist und somit am Zielsystem reproduziert werden kann, lässt sich der quantenmechanische Zustand eines Quellsystems im Allgemeinen gar nicht ermitteln. Für die Quantenkommunikation wird zusätzlich zu den verschränkten Quanten ein ‚klassischer‘ Informationskanal, etwa eine Funkverbindung, benutzt, dessen Signal den Raum durchquert und der höchstens mit Lichtgeschwindigkeit funktioniert.
Das ist also ein bisschen kompliziert: https://de.wikipedia.org/wiki/Quantenteleportation#Ablauf_im_Detail

Gruß
Volker
Forschung aktuell: Das Neueste aus Wissenschaft und Forschung

Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #64 am: 26. Januar 2023, 18:21:46 »
Die Verschränkung ist keine überlichtschnelle Übertragung von Information, insbesondere ist sie keine Fernwirkung, weil
sie keine Wirkung ist, sie ist einfach nur soda für zwei Teilchen, die in diesem gemeinsamen Zustand "geboren" wurden.
Das ist eben das Mißverständnis, daß mit der lockeren Umschreibung "spukhafte Fernwirkung" erzeugt wird. 

Einfache Vorstellung: man nehme ein Blatt Papier, schreibe links und rechts eine Nachricht, "gleiche" oder "ungleiche".
Das ist der verschränkte Zustand, dann teile man das Blatt in seine zwei Hälften, links schicke man zu A, rechts zu B.
Beide erhalten gleichzeitig ihre Nachricht, aber keiner weiß, was beim anderen drinsteht, das gleiche oder nicht.
Sie müssen zum Telefonhörer greifen und nachfragen, daß geht aber nur mit Lichtgeschwindigkeit und ist die Information.

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Offline Gertrud

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #65 am: 04. März 2023, 11:44:51 »
Neuer Quantendetektor könnte Quantencomputern dabei helfen zu kommunizieren.

Diese Nahaufnahme zeigt einen einzelnen PEACOQ-Detektor (Performance-Enhanced Array for Counting Optical Quanta). Ein einzelner Detektor ist kleiner als ein Zehncentstück und besteht aus 32 supraleitenden Nanodrähten aus niobium nitride  auf einem Siliziumchip, der an Anschlüssen befestigt ist, die sich wie das Gefieder des Namensgebers, der Pfau, des Geräts auffächern. Jeder einzelne Nanodraht ist etwa 10.000 Mal dünner als ein menschliches Haar, und der aktive Detektor (in dem grün-schwarzen Quadrat am unteren Rand des Geräts) misst nur 13 Mikrometer im Durchmesser.
Abbildung A zeigt eine Siliziumscheibe, auf den das Microdevices Laboratory des Jet Propulsion Laboratory der NASA in Südkalifornien 32 PEACOQ-Detektoren gedruckt hat.

Kredit: NASA/JPL-Caltech

Der äußerst empfindliche PEACOQ-Detektor wird am JPL entwickelt, um einzelne Photonen, Quantenpartikel des Lichts, mit einer extrem hohen Rate zu erkennen. Jeder PEACOQ-Detektor kann den genauen Zeitpunkt des Auftreffens eines Photons auf den Detektor (auf 100 Billionstel einer Sekunde genau) mit einer Rate von 1,5 Milliarden Photonen pro Sekunde messen, so als würde man einzelne Wassertropfen zählen, während sie von einem Feuerwehrschlauch versprüht werden. Kein anderer Detektor hat diese Rate erreicht.

Der Detektor könnte zum Aufbau eines globalen Quantenkommunikationsnetzes beitragen, das die Datenübertragung zwischen Quantencomputern, die Hunderte von Kilometern voneinander entfernt sind, erleichtert. PEACOQ-Detektoren könnten an bodengestützten Terminals angebracht werden, um Photonen zu empfangen, die mit Quanteninformationen kodiert sind, die von "Knotenpunkten" an Bord von Satelliten in der Erdumlaufbahn übertragen werden.

 
Quantendetektor der NASA erreicht weltweit führenden Meilenstein.
Quantencomputer versprechen, millionenfach schneller zu arbeiten als herkömmliche Computer. Um über große Entfernungen kommunizieren zu können, benötigen Quantencomputer jedoch ein spezielles Quantenkommunikationsnetz.

Ioana Craiciu, die Leiterin der Studie, steht neben dem Kryostat, mit dem PEACOQ bei Temperaturen von nur einem Grad über dem absoluten Nullpunkt getestet wurde.Bei dieser Temperatur befindet sich der Detektor in einem supraleitenden Zustand, der es seinen Nanodrähten ermöglicht, absorbierte Photonen in elektrische Impulse umzuwandeln.

Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech

Quantencomputer kommunizieren anders als herkömmliche Computer. Sie kodieren Informationen als Quantenbits (Qubits) in fundamentalen Teilchen wie Elektronen und Photonen, die nicht kopiert und weitergesendet werden können, ohne zerstört zu werden. Erschwerend kommt hinzu, dass Quanteninformationen, die über optische Fasern mittels kodierter Photonen übertragen werden, bereits nach einigen Dutzend Kilometern an Qualität verlieren, was die Größe eines künftigen Netzwerks stark einschränkt.
Damit Quantencomputer über diese Beschränkungen hinaus kommunizieren können, könnte ein spezielles optisches Freiraum-Quantennetzwerk "Knoten" an Bord von Satelliten umfassen, die die Erde umkreisen. Diese Knoten würden Daten weiterleiten, indem sie Paare verschränkter Photonen erzeugen, die an zwei Quantencomputer-Terminals gesendet werden, die Hunderte oder sogar Tausende von Kilometern voneinander entfernt auf dem Boden stehen.
Verschränkte Photonenpaare sind so eng miteinander verbunden, dass die Messung des einen Photons sofort die Ergebnisse der Messung des anderen Photons beeinflusst, selbst wenn sie durch eine große Entfernung voneinander getrennt sind. Damit diese verschränkten Photonen jedoch am Boden von einem Quantencomputer-Terminal empfangen werden können, ist ein hochempfindlicher Detektor wie PEACOQ erforderlich, der die Zeit, zu der er jedes Photon empfängt, genau messen und die darin enthaltenen Daten liefern kann.
Quellen:
https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA25260
https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-quantum-detector-achieves-world-leading-milestone
https://www.nasa.gov/feature/ames/quantum-supremacy

Space Entanglement and Annealing QUantum Experiment (SEAQUE)
Die SEAQUE wird auf der Internationalen Raumstation in der Nanoracks-Bishop-Luftschleuse untergebracht sein. Die blau-goldenen Halterungen an der Seite der Luftschleuse sind für externe Nutzlasten vorgesehen. Die Technologiedemonstration wird an einem dieser Standorte installiert werden.

Kredit: NASA
https://www.jpl.nasa.gov/news/space-station-to-host-self-healing-quantum-communications-tech-demo

Da ich zu der Installation des SEAQUE an die ISS hier im Forum keinen Hinweis finden konnte, habe ich die Zukunftsform im Text übernommen.

Beste Grüße Gertrud
die Erklärung zu meinem Avatar:
http://de.wikipedia.org/wiki/NGC_2442
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/ap070315.html
***
Die Gabe des Staunens lässt uns die Welt aufgeschlossener sehen und ihre Wunder würdigen. (Richard Henry Lee)

Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #66 am: 04. März 2023, 15:27:57 »
Wenn man da nicht Intellektuell mithalten kann, erlahmt das Interesse.

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Offline fl67

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #67 am: 05. März 2023, 16:34:33 »
Wenn man da nicht Intellektuell mithalten kann, erlahmt das Interesse.
"Wer glaubt, die Quantentheorie verstanden zu haben, hat sie nicht verstanden."
"Ich denke, man kann mit Sicherheit sagen, dass niemand die Quantenmechanik versteht."
Richard Feynman, Physik-Nobelpreisträger, 1918 – 1988

 ;D

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Offline James

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #68 am: 10. März 2023, 09:54:09 »
Europa fit machen für die Quantenkommunikation via Satelliten

Mit 4,3 Millionen Euro fördert die Europäische Union ein neues Projekt zur Erforschung der hochsicheren Quantenkommunikation mittels Satelliten. Im Projekt QUDICE will ein internationales Team aus Forschenden, darunter Mitglieder des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Komponenten für eine weltraumgestützte Verteilung von Quantenschlüsseln entwickeln. Eine Pressemitteilung des IOF.



Weiter in der Pressemitteilung des IOF  =>  Link zum Portalartikel

Viele Grüße, James

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Offline Rücksturz

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #69 am: 06. April 2024, 16:38:49 »
"TUM: Satelliten für die Quantenkommunikation

Durch die immer weiter fortschreitende Entwicklung von Quantencomputern und deren steigenden Rechenleistungen wird es zukünftig möglich sein, unsere aktuellen Verschlüsselungsverfahren zu knacken. Forschende der Technischen Universität München (TUM) entwickeln in einem internationalen Forschungsverbund deshalb Methoden für die Verschlüsselung, die auf physikalischen Gesetzen beruhen und dadurch Abhörversuche unmöglich machen. Um die Kommunikation auch auf weite Distanzen zu garantieren, sollen im Rahmen der QUICK³-Mission Satelliten zum Einsatz kommen. Eine Pressemitteilung der TUM."



Tobias Vogl untersucht in einem Versuchsaufbau Einzelphotonenquellen in 2D-Materialien. (Bild: Jens Meyer / Universität Jena)

Weiter in der Pressemitteilung der TUM:
https://www.raumfahrer.net/tum-satelliten-fuer-die-quantenkommunikation/

Viele Grüße
Rücksturz
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Offline Regnart

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #70 am: 06. April 2024, 18:27:13 »
Möglicherweise verstehe ich hier etwas falsch, aber das Projekt der TUM klingt irgendwie wie der chinesisch-österreichische Satellit Micius, mit dem 2016 bis 2022 Quantenkommunikation durchgeführt wurde:
https://de.wikipedia.org/wiki/Micius_(Satellit)

Anton Zeilinger erhielt 2022 den Nobelpreis für Physik (siehe #51 oben), aber in der Praxis hat sich gezeigt, dass Laserkommunikation über Satellit nur in meist unbewölkten Wüstengegenden sinnvoll ist. In Asien zum Beispiel ist der Himmel jeden Sommer von Monsunwolken abgeschirmt - Berge mit einer Höhe von 10 km gibt es auf der Erde nicht. Daher hat man sich in China auf die Verbesserung der terrestrischen Glasfasertechnik verlegt und ist dort mittlerweile bei einer überbrückten Strecke von 1002 km:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.210801

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Offline Rücksturz

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Re: Quantenkommunikation im Weltraum?
« Antwort #71 am: 13. April 2024, 18:07:52 »
"IOF: Mini-Satellit soll Quantenkommunikation ins All bringen

Forschende aus Jena, Würzburg und Potsdam haben erfolgreich ein Design für das bisher kleinste System seiner Art entwickelt, um die hochsichere Kommunikation mit Quanten ins All zu bringen. Eine Pressemitteilung des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF."



Visualisierung eines CubeSat mit einer Quantenschlüsselübertragung zwischen Jena und München. (Bild: Fraunhofer IOF)


Weiter in der Pressemitteilung des IOF:
https://www.raumfahrer.net/iof-mini-satellit-soll-quantenkommunikation-ins-all-bringen/

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