GCRI · Quantentechnologien
Quantenkommunikation
Quantum communications use quantum states of light to distribute encryption keys with security rooted in physics, and in future to link quantum computers and sensors in networks. Quantum key distribution works over limited distances and needs dedicated hardware and trusted nodes today. This page sets out how quantum communications work, what they can and cannot secure, and what evidence serves the network operators and security agencies weighing them.
Quantum communications in seven parts.
- 01Die FrageQuantum communications: how the risk develops
- 02DomänenübergreifendQuantum communication touches the networks domains depend on
- 03IndikatorenWas gemessen wird und wie gut
- 04QuellenWoher die Evidenz stammt
- 05EntscheidungenWer entscheidet und wozu die Evidenz dient
- 06KernfragenWas Fachleute fragen
- 07MechanismenMechanismen und Treiber
Quantum communications: how the risk develops.
Communications research and deployment limits. The dossier below sets out how the risk develops, what is measured, where the data come from, how it is modelled and who decides.
Measurement reveals eavesdropping
In quantum key distribution, measuring a quantum state disturbs it, so an eavesdropper introduces detectable errors. Keys are kept only when error rates are low.
Distance is limited by loss
Photons are lost in fibre, limiting direct links. Longer networks use trusted relay nodes or satellites, each with security implications.
Implementations can be attacked
Real devices deviate from ideal theory. Side-channel attacks on detectors and sources have been demonstrated, so security depends on implementation and certification.
Quantum networks are early
Distributing entanglement between distant nodes needs quantum repeaters and memories, which are still in research.
Tracker der Post-Quanten-Migration.
Die Ansicht, die ein Team nutzen würde, um dieses Thema zu verfolgen: seine Messgrößen, Zustände und Entscheidungen. Namen sind Beispiele, Werte sind illustrativ.
Tracker der Post-Quanten-Migration
Quantum communications · Crypto inventory · Wave 2
Migration
- Bestandalle Kryptografie
- PriorisierenDatenlebensdauer
- AuswählenStandardalgorithmen
- Hybrider Einsatzklassisch und PQC
- TestenInteroperabilität
- Umschaltenaußer Betrieb nehmen
Systeme nach Priorität
| Archivsignierung | RSA-2048 | 28 | ML-DSA hybrid | Pilotierung |
| VPN-Gateway | ECDH | 9 | ML-KEM hybrid | Geplant |
| Zahlungs-HSM | RSA-3072 | 11 | Anbieter-Roadmap | Blockiert |
| Web-TLS | ECDHE | 2 | Hybrider Schlüsselaustausch | Erledigt |
Fortschritt
Quantum communication touches the networks domains depend on.
- EnergieKopplungGrid control networks are candidate users of quantum key distribution.What to watchCost and range limits
- GesundheitKopplungHealth networks weigh QKD against post-quantum cryptography.What to watchAgency guidance on QKD use
- WasserKopplungUtilities are more likely to migrate to post-quantum algorithms.What to watchAlgorithm migration plans
Communication studies are designed for the Reihe Exponential Technology. Standards work sits in ETSI’s QKD group and the ITU-T Y.3800 series; several national security agencies prefer post-quantum cryptography to QKD for most uses.
- Network trial reports.
- Security analyses of QKD implementations.
How quantum communications is modelled, measured and tested.
Das Modell, seine Annahmen, seine Daten und seine Unsicherheit in der Form, in der eine Wissenschaftlerin oder ein Ingenieur sie prüfen würde. Die Strukturen folgen veröffentlichten Methoden. Die dargestellten Werte sind illustrativ, keine Befunde.
Systemmodell
The couplings between the systems in quantum communications: signs of influence, a reinforcing and a balancing loop, and cross-links where stress jumps.
Was gemessen wird und wie gut.
Jeder Indikator trägt seine Einheit, seinen Rhythmus, die Art der zugrunde liegenden Quelle und die Evidenzkennzeichnung, die ein Wert tragen würde. Es werden keine Werte gezeigt: Ein Programm liefert sie unter seiner eigenen Autorität.
| Indikator | Einheit | Takt | Quellentyp | Kennzeichnung |
|---|---|---|---|---|
| QKD link distance | kilometres | per demonstration | Published experiments | BERICHTET |
| Secret key rate | bits per second at a stated distance | per demonstration | Published experiments | BERICHTET |
| Deployed QKD network nodes | Anzahl | jährlich | Operator and government reports | BERICHTET |
| Security evaluations completed for QKD products | Anzahl | jährlich | Evaluation scheme records | Veröffentlichte Statistiken |
| Quantum memory storage time | milliseconds | per experiment | Peer-reviewed results | BEOBACHTET |
| Satellite QKD demonstrations | Anzahl | jährlich | Agency reports | BERICHTET |
Woher die Evidenz stammt.
Benannte öffentliche Datensätze und institutionelle Aufzeichnungen, jeweils mit ihrer Lizenzklasse. Quellen auf Vereinbarungsbasis werden nur zu ihren Bedingungen genutzt und niemals weiterveröffentlicht.
| Quelle | Was es liefert | Lizenzklasse |
|---|---|---|
| ETSI ISG QKD specifications | Component, interface and security specifications | Public, ETSI terms |
| ITU-T-Reihe Y.3800 | Network recommendations for QKD | Public, ITU terms |
| National cyber agency positions on QKD | Agency views on QKD versus post-quantum cryptography | Public, terms per agency |
| EuroQCI programme documentation | European quantum communication infrastructure plans | Public, EU terms |
| Peer-reviewed quantum communication literature | Experimental results | Licence per article |
Wer entscheidet und wozu die Evidenz dient.
Quantum Technologies prepares evidence. The decisions below are taken by the authorities named, under their own rules, and never by the platform.
| Wer entscheidet | Die Frage | Evidenz, der diese Seite dient |
|---|---|---|
| Network operators | Whether QKD fits any of their links and threat models | Use comparisons; architecture reviews |
| National cyber agencies | What position to take on QKD for government use | Implementation security evidence |
| Forschungsförderer | How to fund quantum network research | Progress on memories and repeaters |
Ergebnisse, die dieses Thema hervorbringt
- Comparisons of QKD and post-quantum cryptography for specific uses
- Network architecture reviews including trusted nodes
- Summaries of implementation security evidence
- Evidence notes for operators
Was Fachleute fragen.
Communications questions weigh physical security against practical limits.
- What security does quantum key distribution actually provide, and under what assumptions?
- How far can quantum signals travel through fibre or free space before they are lost?
- Do trusted relay nodes undermine end-to-end security?
- How do implementation flaws in real devices open side channels?
- How does quantum key distribution compare with post-quantum cryptography for a given use?
Mechanismen und Treiber.
Quantum key distribution relies on the principle that measuring a quantum state disturbs it, so two parties can detect an eavesdropper and agree a secret key. The security of the ideal protocol rests on physics rather than on assumptions about computational difficulty. Real Systeme, however, use imperfect sources and detectors, and several attacks have exploited those imperfections.
Photons are absorbed and scattered in fibre, which limits direct links to relatively short distances. Longer networks currently rely on trusted nodes, where the key is held in classical form and must be protected conventionally. Quantum repeaters, which would extend range without trusted nodes, remain a research goal. Satellites have been used to demonstrate links over long distances.
Wie es untersucht wird und wo die Methoden enden.
| Methode oder Daten | Was es zeigt | Grenzen |
|---|---|---|
| Security proofs | Theoretical security of protocols | Proofs assume idealised devices |
| Implementation testing and quantum hacking research | Vulnerabilities in real equipment | Testing cannot prove the absence of flaws |
| Network trials | Performance, key rates and operations | Trials are limited in scale and duration |
| Comparative security assessment | When quantum or post-quantum approaches fit | Depends on threat model and system constraints |
Wie es untersucht wird und was die Methoden nicht sagen können.
- 01Quantencomputing, -sensorik und -kommunikationVergleichbares Benchmarking · Bewertung des Technologiereifegrads · Verfolgung sicherheitsrelevanter AuswirkungenHier angewandt
- 02Physik und QuantenwissenschaftCharakterisierung von Qubit-Rauschen · Metrologie von Quantenuhren · Verifizierung von QuanteneffektenHier angewandt
- 03Cybersicherheit und KryptografieKryptografisches Inventar · Priorisierung der Migration · Prüfung der QKD-ImplementierungHier angewandt
Where this page’s references lead.
Die Gremien und Dokumente, vor deren Hintergrund diese Seite gelesen wird. Status und Ausgaben ändern sich; jeder Link führt zur herausgebenden Stelle.
Fragen und Antworten.
What is quantum key distribution?
Is QKD unbreakable?
Should organisations use QKD or post-quantum cryptography?
Is quantum key distribution unbreakable?
Does quantum communication replace post-quantum cryptography?
What is a quantum internet?
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Berichte is the Consortium’s quarterly publication. What you know about this subject can become evidence, a case or a correction in the next edition, credited to you and published under CC BY 4.0 where it is your own work.
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