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Bezahlen mit „Quanten-Geld“

Kasselaner Forschungsgruppe Bezahlen mit „Quanten-Geld“

Bezahlen mit Quantentechnologie - dafür wollen Physiker der Universitäten Kassel, Erlangen und Mainz die Grundlage legen. Das Forschungsteam entwickelt den Prototypen eines Zahlungsmittels, bei dem ein mit Quantenmechanik verschlüsselter Sicherheitscode in einen Diamanten eingeschrieben wird.

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Schematische Darstellung des Diamanten-Chips.

Quelle: r

Kassel. Der Code wäre nicht zu knacken. Der Diamant soll als eine Art Scheck funktionieren, der beim Empfänger - beispielsweise bei einer Bank - einzulösen ist. Nur der Empfänger kann den Quanten-Sicherheitscode lesen, jeder andere würde ihn beim Lesen zerstören.

Die Forscher wollen dabei Besonderheiten der Quantenmechanik nutzen, indem sie sogenannte Spin-Zustände im Diamanten bis zu 60 Sekunden lang in speziellen Überlagerungszuständen halten, in denen der Spin gleichzeitig nach oben und unten zeigen kann. Unter Spin versteht man in der Physik den Eigendrehimpuls von Teilchen, der sich ähnlich wie eine kleine Kompassnadel in Richtung eines Magnetfeldes ausrichtet - oder entgegengesetzt. Solche ambivalenten Spin-Zustände sind bislang nur für wenige Sekunden möglich. Theoretisch machbar könnten in der Zukunft bis zu 36 Stunden sein, dann wäre der Diamant als Scheck praxistauglich. Das System, das die Forschergruppe entwickeln will, kann dabei gleichzeitig als Sensor für Quanten-Informationen fungieren, der um ein Vielfaches sensibler ist als bislang eingesetzte Sensoren. Das Projekt wird von der Volkswagen-Stiftung mit rund 1,3 Millionen Euro unterstützt.

Die Physiker wollen die Informationen in speziell hergestellten Nanodiamanten einschreiben, indem sie Stickstoff-Ionen einbringen und manipulieren. Dabei greifen sie auf eine von der Volkswagen-Stiftung geförderte Anlage zurück, die auf der Welt einzigartig ist und mit der sie einzelne Ionen in Materie mit einer Positionsgenauigkeit von 10 Nanometer einbringen können. Die bisher auf wenige Sekunden beschränke Lebensspanne der Quantenbits wollen die Forscher erhöhen, indem sie die Wechselwirkung der Spins mit der Umgebung stark reduzieren und extrem niedrige Temperaturen einsetzen von wenigen Kelvin.

„Wenn wir die Quantenbits bis zu 60 Sekunden aufrechterhalten können, wäre das ein großartiger Erfolg“, erklärte Prof. Kilian Singer, Leiter des Fachgebiets Licht-Materie-Wechselwirkung an der Universität Kassel und Koordinator des Projekts. chb/r

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