Quantenkryptographie für die Schule

Quantenkryptographie für die Schule

Obwohl die Quantemechanik im Zweifelsfall sehr unanschaulich ist und unser Vorstellunsgvermögen an seine Grenzen bringt, werden zur Zeit viel neue Quantentechnologien entwickelt, die bald unser tägliches Leben revolutionieren werden. Eine dieser Technologien ist die Quantenkryptographie. Entgegen aller Vermutung ist das Konzept der Quantenkryptographie sehr einfach und damit auch für den Schulunterricht geeignet. Und trotzdem können damit grundlegende Eigenschaften der Quantemechanik vermittelt werden.

In dieser Fortbildung wird nach einer kurzen Einführung in die Quantentechnologien und die Prinzipien der Quantenmechanik - und dabei speziell in den quantenmechanischen Messprozess -  zunächst in die Prinzipien der Verschlüsselung eingeführt. Danach werden wir vorstellen, wie mit Hilfe der Quantenmechanik zwei Parteien - Alice und Bob - sich auf einen gemeinsamen Kodierungsschlüssel einigen oder einen Schüssel von Alice zu Bob übertragen können. Diese Einigung oder Übertragung geschieht mit Hilfe der Quantenmechanik, und zwar so, dass ein Abhören absolut unmöglich ist. Wir werden mehrere solcher absolut sicheren Verfahren, auch Protokolle genannt, vorstellen wie das B92-, das BB84- und das E91-Protokoll.

Diese Verfahren werden wir auch in einem online-Experiment durchführen.
Dabei werden wir mit zwei Teilnehmern/innen explizit zeigen, wie so ein Schlüssel übertragen werden kann. Bitte halten Sie einen Würfel oder Münze und etwas zum Schreiben bereit. Dies eignet sich auch als Experiment im Unterricht.