Greifswald 2024 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 13: Quantenphysik – Poster

DD 13.3: Poster

Dienstag, 27. Februar 2024, 14:00–15:00, ELP 6: Foyer

3D-gedrucktes Analogieexperiment zum Quantenschlüsselaustausch mithilfe des BB84-Protokolls — •Kim Kappl und Ronny Nawrodt — Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, Abteilung Physik und ihre Didaktik

Die Bedrohung unserer bisherigen Verschlüsselungstechnik basierend auf dem RSA-Verfahren könnte durch die immer weiter fortschreitende Entwicklung der Quantencomputer in den nächsten Jahrzehnten rapide zunehmen. Das im Jahr 1984 von den Wissenschaftlern Charles H. Bennett und Gilles Brassard entwickelte BB84-Protokoll liefert eine neue Art der Verschlüsselungstechnik basierend auf quantenmechanischen Grundprinzipien und gilt bis heute als eines der wohl bekanntesten Protokolle zum sicheren Austausch eines Quantenschlüssels.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein 3D-gedrucker Aufbau entwickelt, mithilfe dessen das BB84-Protokoll mit möglichst geringem Kostenaufwand nachgestellt werden kann. Bei der Zielgruppe dieses Projekts handelt es sich dabei um Schulen und Lehrkräfte, welche ihren Quantenphysikunterricht durch Anwendungsbeispiele aus der aktuellen Forschung bereichern möchten. Aufgrund der geringen Kosten eines einzelnen Aufbaus werden die Lehrkräfte insbesondere dazu ermutigt, das Analogieexperiment als Schülerexperiment umzusetzen.

Keywords: Quantenkryptografie; Quantum Key Distribution; Analogieexperiment; 3D-Druck