Liebe Dr. Pappa, vielen Dank, dass Sie sich die Zeit nehmen, unsere Fragen zu beantworten. Bitte stellen Sie sich kurz vor.
Ich bin eine Emmy-Noether-Juniorgruppenleiterin an der Technischen Universität Berlin. Ich habe 2014 meinen Doktor an der Telecom Paristech gemacht und war danach als Postdoktorandin an der UCL, der University of Edinburgh und der Freien Universität Berlin tätig.
Wie sind Sie auf das Forschungsfeld der Quantenkommunikation und Quantenkryptographie aufmerksam geworden, und was hat Sie dazu motiviert, sich in diesem Bereich zu spezialisieren?
Während meines Studiums habe ich mich sehr für Kryptographie und sichere Kommunikation interessiert. Ich habe einen theoretischen MSc in Informatik in Paris verfolgt und dort wurde ich mit dem Thema Quantencomputing und -kommunikation vertraut gemacht. Zu dieser Zeit war dies ein relativ neues Feld, das viel Aufmerksamkeit erregte, und viele neue und interessante Fragen warteten darauf, beantwortet zu werden.
Können Sie uns einen Einblick in Ihre aktuellen Forschungsinteressen in der Quantenkommunikation und Quantenkryptographie geben? Welche Herausforderungen sehen Sie in diesem Forschungsbereich und wie könnten Ihre Ergebnisse potenziell die Technologieentwicklung beeinflussen?
Derzeit arbeite ich intensiv daran, Anonymität in der Quantenkommunikation zu erreichen. Mit meinen Studierenden und externen Kooperationspartner:innen untersuchen wir sowohl theoretisch als auch experimentell, wie geheime Schlüssel zwischen mehreren Parteien auf anonyme Weise etabliert werden können. Generell interessiere ich mich besonders für Kommunikationsprotokolle, die mit heutiger Technologie machbar sind, und arbeite eng mit Experimentalphysiker:innen an mehreren Projekten, die über die Standardanwendung der Quantenschlüsselverteilung hinausgehen. Ich bin auch in der Quantum Internet Alliance tätig, um zu erforschen, wie das zukünftige Quanteninternet aussehen könnte. Diese Bemühungen sollen die vielversprechendsten Wege für die zukünftige technologische Entwicklung in der Quantenkommunikation aufzeigen. Die Hauptprobleme, mit denen wir derzeit konfrontiert sind, sind praktischer Natur, hauptsächlich, dass die für die Umsetzung unserer Protokolle erforderliche Hardware nicht verfügbar ist und wir mit Problemen durch Verluste und Fehler umgehen müssen. Dies ist auch ein Grund, warum die sichere Delegation von Berechnungen an Quanten-Online-Server ein vielversprechender Ansatz für die nahe Zukunft ist.
Quantentechnologie ist ein aufstrebendes Thema: Wie bewerten Sie die Bedeutung von Quantenkommunikation und Quantenkryptographie für die Gesellschaft und die Technologiebranche in den kommenden Jahren?
Quantentechnologie zielt darauf ab, die Art und Weise, wie wir kommunizieren, zu revolutionieren, da sie die Möglichkeit bietet, dauerhafte und unknackbare Sicherheit, anonyme Kommunikation und beispiellose Rechenleistung zu bieten. Obwohl wir immer noch das volle Potenzial der Quantenkommunikation für das Wohl der Gesellschaft herausfinden, gibt es mehrere Vorschläge, wie Quantenkommunikation für elektronische Abstimmungen, multiparte Berechnungen, sichere Verarbeitung von Gesundheitsdaten, Arbeitsplanung und vieles mehr genutzt werden kann. Die Industrie rüstet sich bereits für die "Quantenzukunft", indem sie zunächst versucht zu verstehen, wo Quantenkommunikation in ihrem Fachgebiet relevant sein könnte, und zweitens, wie sie diese neue Möglichkeit nutzen könnte, um ihre Wirkung zu steigern und ihre Dienstleistungen und Produkte zu verbessern.
Was ist Ihrer Meinung nach die Rolle von Forscher:innen wie Ihnen bei der Förderung und Steigerung des öffentlichen Verständnisses für Quantentechnologien?
Forscher:innen sind die Schlüsselakteur:innen beim öffentlichen Verständnis von Quantentechnologien, da sie in öffentlichen Veranstaltungen wie der Langen Nacht der Wissenschaften zeigen können, worum es bei ihrer Forschung geht. Populärwissenschaftliche Artikel helfen ebenfalls dabei zu erklären, was wir tun, und über bahnbrechende Ergebnisse in einer zugänglicheren Form zu sprechen. Schließlich haben Outreach-Programme, die vom BMBF finanziert werden, genau dieses Ziel; in der Vergangenheit haben wir an einem solchen Programm teilgenommen (zusammen mit der HTW Berlin), indem wir Seminare in Klassenzimmern organisiert und Online-Material für Schüler:innen entwickelt haben, mit einem Schwerpunkt auf geschlechtsneutraler Bildung.
Als Emmy Noether Fellow und Junior Research Group Leader haben Sie sicherlich viel Erfahrung in der Unterstützung junger Talente: Wie unterstützen Sie junge Forscher:innen in Ihrem Bereich, und wie wichtig ist es, junge Wissenschaftler:innen zu fördern?
Es ist natürlich wichtig, junge Forscher:innen am Anfang ihrer Karriere angemessen zu unterstützen, da sie die zukünftige Arbeitskraft im Bereich der Quantentechnologie sein werden. Ich glaube an eine umfassende Ausbildung und Freiheit bei der Erforschung von Themen. Junge Forscher:innen sollten die Möglichkeit haben, an Workshops und Seminaren teilzunehmen, andere Forschungsgruppen zu besuchen und Wissen mit anderen Wissenschaftler:innen, sowohl in der Akademie als auch in der Industrie, auszutauschen. Sie sollten ein breites Verständnis für Quantentechnologien sowohl in der Theorie als auch experimentell erlangen, um diverse Themen auf diesem Gebiet erforschen zu können.
Berlin wird oft als wichtiger Standort für Forschung und Innovation im Bereich der Quantentechnologie genannt: Wie profitieren Sie und Ihre Forschungsgruppe vom wissenschaftlichen Ökosystem in Berlin?
Berlin ist tatsächlich ein wichtiger Standort für Quantentechnologien, da es sich in den letzten Jahren zu einem Zentrum für Forschung und Innovation entwickelt hat, sowohl an den Universitäten als auch in der Industrie. Meine Gruppe ist an vielen dieser Bemühungen beteiligt. Wir sind Teil der Einstein-Forschungseinheit für Quantentechnologien und der Berliner Quantum Alliance und wir arbeiten natürlich aktiv mit anderen Forschungsgruppen in Berlin zusammen, sowohl theoretisch als auch experimentell. Wir sind auch an Forschungsprojekten mit anderen in Berlin ansässigen Forscher:innen beteiligt; ein bemerkenswertes Beispiel ist tubLANQ.0, bei dem wir einen Prototypen für ein Quantennetzwerk auf dem Campus der TU Berlin entwickeln wollen.
Wie schätzen Sie Deutschlands Position in der Forschung und Entwicklung von Quantentechnologien im Vergleich zu anderen Ländern ein? Gibt es transnationale Zusammenarbeiten oder Forschungsnetzwerke, die für den Fortschritt in Ihrem Forschungsbereich relevant sind?
Deutschland hat eine sehr starke Position in der Forschung und Entwicklung von Quantentechnologien, da es viele exzellente Universitäten und Forscher:innen im ganzen Land gibt, die an allen Aspekten des Feldes arbeiten. Es gibt auch große transnationale Zusammenarbeiten, die für das Gebiet der Quantenkommunikation relevant sind, wie das Forschungscluster "Quantum Repeater Link" (QR.X) oder das gemeinsam finanzierte EU-BMBF-Projekt Q-Net-Q, an dem wir ebenfalls beteiligt sind, das darauf abzielt, ein quantensicheres Netzwerk in Deutschland aufzubauen.
Vielen Dank für das spannende Interview!