Wie Nanotechnologie den „Spion im Telefon“ entdeckt

 

Prof. Dr. Manfred Bayer

Prof. Dr. Manfred Bayer

5. NRW Nano-Konferenz in Dortmund ist Plattform für Zukunftsgestaltung

Wie Nanotechnologie den „Spion im Telefon“ entdeckt

Dortmund. „Jedes unserer Telefonate kann abgehört werden! Das ist technisch überhaupt kein Problem.“ – Mit Hilfe von Nanotechnologie will Prof. Dr. Manfred Bayer die Kommunikation in Zukunft abhörsicher machen. Auf der 5. NRW Nano-Konferenz vom 18. bis 19. September in Dortmund stellt der Professor der Fakultät Physik der Technischen Universität Dortmund aktuelle Forschungen und Anwendungen aus dem Bereich der Nanophotonik vor.

„Die Nanophotonik nutzt optische Technologien mit Komponenten, die kleiner sind als 100 Nanometer“, erläutert Prof. Dr. Manfred Bayer. Ein Nanometer ist das Milliardstel eines Meters, schon der Durch­messer eines menschlichen Haares ist 1.000 Mal größer.

Immer kleiner – immer schneller

Die winzig kleinen Errungenschaften der Nanophotonik kommen heute bereits in Büros, Arbeits- und Wohnzimmern auf der ganzen Welt zum Einsatz: „Im Motherboard oder im Prozessor von Computern befinden sich Transistoren. Ihre Herstellung mit immer kleineren Abmessungen ist nur mit Hilfe der Nanophotonik möglich“, erklärt Prof. Bayer. Ziel der Entwicklung seien immer höhere Geschwindigkeiten.

Während ein alter 286-Prozessor Anfang der Achtziger Jahre noch mit hunderttausend Transistoren auskam, konnte der Intel 80486-Mikroprozessor 1989 erstmals die Eine-Million-Marke überschreiten. Heute sind bis zu zwei Milliarden Transistoren auf einem Prozessor untergebracht. „Wir sind mittlerweile bei einer Größenordnung von 22 Nanometern angekommen und die physikalische Grenze ist noch nicht erreicht“, sagt Bayer. Für den privaten Gebrauch benötigen vor allem Fans von Computerspielen Rechner mit diesen schnellen Prozessoren.

Nano-Forscher brauchen langen Atem

„Das breite Feld der Nanophotonik bietet jede Menge Chancen, jedoch gibt es kein Patentrezept, wie man aus der aktuellen Forschung wirtschaftliche Produkte machen kann“, berichtet Prof. Bayer. Umso wichtiger sei der ständige Austausch zwischen Wirtschaft und Wissenschaft. „Hier nutzen wir die Nano-Konferenz, um zu berichten, woran im Moment geforscht wird. Natürlich wollen wir auch dokumentieren, wie öffentliche Gelder investiert werden.“

Teilnehmende Firmen finden Inspiration und können Kooperationen anbahnen. „Nordrhein-Westfalen ist im Bereich der Nanotechnologie einer der führenden Standorte. Hochspezialisierte Unternehmen sind hier ansässig“, schildert der Wissenschaftler. Und auch diese brauchen den langen Atem: „Mit Nanotechnologie sind Unternehmen an der absolut vordersten Front der Technik. Allerdings benötigen sie hohe Investitionen in Forschung und Entwicklung – ohne zunächst schnelle und große Gewinne erwarten zu können.“

„Das dauert bestimmt noch zehn Jahre“

Auch wenn Bayer auf der NRW Nano-Konferenz über abhörsichere Telefonate – oder auch „Quantenkommunikation“ – spricht, blickt er damit weit in die Zukunft. Doch die Grundsteine für diese Technologien werden bereits gelegt.

„Zunächst muss man sich verdeutlichen, wie die klassische Telekommunikation funktioniert“, erläutert Bayer. Hier werden Laserimpulse als Sequenzen von Nullen und Einsen durch Glasfaserkabel gesendet und ausgelesen. „Wenn wir nun nach Amerika telefonieren, kann ein Spion ohne Probleme zwischen die Glasfaserstrecke gehen, die Lichtimpulse empfangen, auslesen und anschließend wieder reproduzieren und auf die Reise über den Atlantik schicken – ohne dass wir etwas davon merken“, erläutert Bayer. „Das Signal kommt beim Empfänger an, ohne dass dieser den Eingriff feststellen kann.“

Hier machen sich die Forscher nun die Eigenschaften eines „quantenmechanischen Zustands“ zu Nutze – denn dieser kann nicht kopiert werden. „Das Signal kommt nicht mehr ungestört an, der Spion wird sofort entlarvt“, so Bayer. Bei dieser Art der Kommunikation verwenden die Wissenschaftler nicht mehr intensive Laser, sondern sogenannte „Quellen einzelner Photonen“ als Datenträger, also der kleinsten Elementarteilchen des Lichts. „Bis aus dieser Grundlagenforschung ein Produkt wird, das dauert bestimmt noch zehn Jahre. Doch wenn man etwas wirklich von Grund auf Neues entwickelt, braucht man Ausdauer und Stehvermögen.“

5. NRW Nano-Konferenz in Dortmund

18. – 19. September 2012

Veranstaltet wird die 5. NRW Nano-Konferenz  vom 18. bis 19. September im Kongresszentrum der Westfalenhallen Dortmund vom Innovationsministerium des Landes Nordrhein-Westfalen gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung Dortmund  und dem Cluster NanoMikro+Werkstoffe.NRW. Partner der Konferenz sind die MST.factory dortmund und IVAM, Fachverband für Mikrotechnik.

Anmeldung und Programm siehe www.nrw-nanokonferenz.de.

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