Mit ihr soll zunächst die notwendige Technologie getestet werden, ehe mit dem Start eines chinesischen Satelliten innerhalb der nächsten fünf Jahre quantenphysikalische Experimente im Weltall möglich werden sollen.
Quantenkommunikation über Satelliten
Im Rahmen des österreichisch-chinesischen Projekts "Quantum Experiments on Space Scale" (QUESS) soll eine Photonenquelle auf dem geplanten Satelliten verschränkte Lichtteilchen (Photonen) erzeugen und Richtung Erde schicken. Beim quantenphysikalischen Phänomen der Verschränkung bleiben zwei Teilchen über theoretisch beliebige Distanzen miteinander verbunden. Misst man den Zustand eines der beiden Photonen, kennt man augenblicklich auch den Zustand des anderen.
Dieses Phänomen kann etwa bei der Quantenkryptographie zur Übertragung von Schlüsseln verwendet werden, um Daten absolut abhörsicher zu übertragen. Glasfasern eignen sich dafür aus technischen Gründen nach Angaben der Physiker aber nur für vergleichsweise kurze Strecken, interkontinentale Quantenkommunikation ist daher nur über Satelliten möglich.
Härtetest in Bodennähe
Die nun eröffnete Bodenstation "Vienna Quantum Space Test Link" am Dach der Physik-Institute der Universität Wien und der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien-Alsergrund ist Sender und Empfänger zugleich. Von dort werden Photonen in Richtung Kahlenberg, Wilhelminenberg und Anninger ausgesendet, dort von Spiegeln zurückreflektiert und in der Bodenstation von einem kleinen Teleskop wieder registriert. "Wir können damit schauen, wie die Verbindung funktioniert, was durchaus herausfordernder als die Kommunikation mit dem Weltall ist", sagte Zeilinger.
So legen die Photonen auf dem Weg zu den Reflektoren und zurück zwischen zehn und 40 Kilometer durch dichte - und damit störende - Luftschichten zurück, während sie am Weg zu einem in 400 bis 500 Kilometer Höhe kreisenden Satelliten nur durch wenige Kilometer Atmosphäre dringen müssen. "Wenn es hier funktioniert, wird es am Satelliten auch funktionieren", ist sich der Physiker sicher.
Finanzielle Unterstützung
Um eine möglichst durch Wolken ungestörte Kommunikation zwischen Satelliten und Erde zu ermöglichen, sind Bodenstationen in Europa und China geplant: Jene in Europa werden von den Wiener Wissenschaftlern koordiniert, vorgesehen sind Stationen am ÖAW-Observatorium Lustbühel in Graz, auf der griechischen Insel Kefalonia, der spanischen Insel Teneriffa, wo die Wiener Quantenphysiker bereits viele Experimente durchführen, sowie an zwei italienischen Orten. Entsprechende Gespräche über Kooperationen laufen, alle Stationen würden die gleiche Hardware benötigen und sollen von Wien aus koordiniert werden, sagte Zeilinger.
Mit einer Startfinanzierung von 200.000 Euro im Jahr 2012 sowie jährlich 500.000 Euro im Rahmen der Leistungsvereinbarungen mit der Uni Wien unterstützt das Wissenschaftsministerium dieses "in jeder Hinsicht unterstützenswerte Projekt", betonte Wissenschaftsminister Karlheinz Töchterle (ÖVP), der ebenso wie Uni-Wien-Rektor Heinz Engl die "absolute Weltklasse" der österreichischen Quantenphysik hervorhob. Unter Hinweis auf die Wahl Zeilingers zum neuen ÖAW-Präsidenten freut sich Engl auf eine weitere Verstärkung der Kooperation zwischen Uni Wien und Akademie. Unabhängig davon soll die Zusammenarbeit der Universität mit China auch im Bereich Molekularbiologie gestärkt werden.
science.ORF.at/APA
