SpooQy-1: Post-Quanten Schlüsselaustausch zwischen Windisch und einem Nanosatelliten
In einem gemeinsamen Projekt des ISE mit dem Centre of Quantum Technologies an der National University of Singapore wurde ein Nanosatellit namens SpooQy-1 genutzt, um einen quantensicheren Schlüsselaustausch zu demonstrieren.
Der 2.6 kg schwere Nanosatellit SpooQy-1 wurde zuerst von der NASA zur Internationalen Space-Station ISS geschickt und von dort am 17. Juni 2019 ausgesetzt. Vor zwei Jahren berichtete das CQT, das Center for Quantum Technologies der Uni Singapur darüber. Das Regionaljournal Aargau-Solothurn hatte darüber ebenfalls einen Bericht gemacht.
Der Name des Satelliten leitet sich von einem Spruch von Albert Einstein ab, der das Quantenphänomen der Verschränkung zweier Teilchen als „spooky action at a distance“ bezeichnet hatte.
In einem gemeinsamen Projekt installierte das ISE auf dem Gebäude 1 der FHNW in Windisch eine Bodenstation mit Antenne, über die nun mit dem Nanosatelliten Daten ausgetauscht werden konnten. Dabei standen pro Überflug nur gerade 5 Minuten mit einer Datenrate von 4 Kb/s zur Verfügung.
Kurz bevor der Satellit dann in die Erdatmosphäre eindrang und dabei verglühte, konnte das Experiment mit dem Schlüsselaustausch durchgeführt werden. Das kleine Team des ISE mit Prof. Dr. Christoph Wildfeuer und dem Master-Studenten Simon Burkhardt musste dazu eine neue Firmware für den Satelliten entwickeln, auf dem Satelliten debuggen und dann das Experiment durchführen.
Damit konnte gezeigt werden, wie ein Schlüssel erzeugt und sicher zwischen unserer Bodenstation und dem Satelliten ausgetauscht werden kann. Dies ermöglicht anschliessend einen quantensicher verschlüsselten Datenverkehr zwischen Bodenstation und Satellit bzw. zwischen zwei Bodenstationen via den Satelliten.
Die Ergebnisse des Projekts und der erfolgreichen Zusammenarbeit werden im August 2022 durch Simon Burkhardt an der 36th Annual Small Satellite Conference in Logan, Utah präsentiert.
Die Details des Experiments sind bereits in einem Preprint zugänglich: https://arxiv.org/abs/2206.00978
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