Am 20.04.23 waren Experteninnen und Experten der TüftelAkademie bei uns im Begabungslabor zu Gast und haben uns einen spannenden Einblick in die Welt der Quantenkryptographie gegeben. Schüler und Schülerinnen aus den Begabungsmodulen „Photonik und Sensoren“ sowie „Mädchen machen Technik“ konnten spielerisch Verschlüsselungsverfahren und die Grundlagen der Quantenmechanik erforschen.
Los ging es mit dem Quanten 1×1, bei dem erstmal erklärt wurde, was eigentlich ein Quant ist und was eine Verschränkung und eine Superposition sind.
Um das besser verstehen zu können, konnte das alle hinterher spielerisch beim Quanten TiqTaqToe selber ausprobieren. Neben X und O spielten hier auch Superposition und Verschränkung eine Rolle.
Weiter ging es mit verschlüsselten Texten, die entschlüsselt werden wollten. Was zunächst noch recht einfach anfing, wurde allmählich immer schwieriger, sodass man sich einen Computer zur Hilfe wünschte. Moderne digitale Verschlüsselungsmethoden sind auch tatsächlich nur noch mit Computern zu knacken, wobei der Aufwand mit der Größe (Länge) des Schlüssels sehr schnell anwächst.
Doch was wenn man verhindern möchte, dass jemand eine verschlüsselte Nachricht abfängt und entschlüsselt? Dann sollte man Quantenverschlüsselung (Quantenkryptographie) einsetzen. Mit Hilfe der Quantenmechanik können nämlich zwei Personen einen digitalen Schlüssel (zum Verschlüsseln ihrer Nachrichten) erstellen, den niemand unbemerkt mitlesen kann. Ist der Schlüssel groß genug, sind die verschlüsselten Nachrichten dadurch praktisch unknackbar.
Mit dem Quantenschlüsselgenerator Qey-Gen konnten wir das auch gleich mal selber ausprobieren. Die Lage einer Münze (waagerecht oder senkrecht) sowie ihr Wert (Kopf oder Zahl) reichten dabei aus, um das Prinzip spielerisch auszuprobieren. Am Ende konnten „Alice“ und „Bob“ sogar feststellen, ob ihr Schlüssel abgehört wurde oder nicht.
Der Tag hat allen viel Spaß gemacht. Wir bedanken uns ganz herzlich bei Laura, Hendrieke und Paul von den Jungen Tüftlern für den tollen Workshop und das anschauliche Material und hoffen auf ein Wiedersehen bei nächsten Workshop zum Thema Quantencomputer.