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QUBE-II - Quantum Key Distribution with a CubeSat

Hutterer, Martin und Auer, Michael und Baliuka, Adomas und Bayraktar, Oemer und Freiwang, Peter und Gall, Marcell und Günther, Kevin und Haber, Roland und Janusch, Janko und Knips, Lukas und Kobel, Pascal und Krauss, Markus und Lemke, Norbert und Marquardt, Christoph und Moll, Florian und Papadopoulos, Christos und Pudelko, Jonas und Rödiger, Benjamin und Roubal, Christian und Scharnagel, Julian und Schilling, Klaus und Schmidt, Christopher und Weinfurter, Harald (2022) QUBE-II - Quantum Key Distribution with a CubeSat. In: 73rd International Astronautical Congress, IAC 2022. 73rd International Astronautical Congress, IAC Paris, 2022-09-18 - 2022-09-22, Paris, Frankreich. ISSN 0074-1795.

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Kurzfassung

The digitization of our everyday lives is omnipresent. Secure data transmission is therefore of enormous importance in almost all areas of our society. The cryptographic processes for encrypting transmitted messages used today are based on algorithms relying on the limited computing power of today's computers. However, data intercepted today can be stored, decrypted and altered in the future with more powerful or even quantum computers, which are currently under development. However, the use of quantum states as carriers of information makes physically secure communication possible. The laws of quantum mechanics guarantee that data cannot be intercepted or stored unnoticedly. The security against eavesdropping is based on fundamental laws of nature and therefore cannot be overcome even by future technologies. One approach for the global distribution of quantum keys is communication via satellite. This enables a greater range than fiber-optic links, which are currently limited to a few 100 kilometers due to losses along the line. The exchange of secret keys between several ground stations via satellite thus enables global, secure communication. The QUBE-II group is working on the development of a novel miniature satellite capable of complete quantum key exchange. The platform for this is formed by low-cost miniature satellites, so-called CubeSats. New technologies for generating quantum keys on the CubeSat platform in combination with powerful optical communication systems will enable a fully functional system in a 3x2 cube form factor. Building on the predecessor project QUBE, miniaturized quantum components are being developed that can withstand the extreme temperature and radiation loads in space. These will then be integrated into a miniature satellite weighing about 10 kilograms. The research team will use the Optical Ground Station Oberpfaffenhofen near Munich as receiver station and upgrade it accordingly for reception of QUBE quantum states and implementation of the needed classical free-space optical communication links. This paper provides insight into the structure of the QUBE-II project and lays out the challenges of a successful key exchange between CubeSat and ground station. Thereby, especially the future improvements and innovations compared to the predecessor project QUBE will be discussed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/190981/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:QUBE-II - Quantum Key Distribution with a CubeSat
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hutterer, Martinmartin.hutterer (at) ohb.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Auer, Michaelauer.mic (at) physik.uni-muenchen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baliuka, AdomasA.Baliuka (at) physik.uni-muenchen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bayraktar, OemerMax Planck Institute for the Science of LightNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Freiwang, PeterLudwig-Maximilians-Universität MuenchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gall, Marcellmarcell.gall (at) ohb.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Günther, KevinFriedrich-Alexander-Universität Erlangen-NürnbergNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Haber, RolandZentrum für Telematik, Magdalene-Schoch-Str. 5, Wuerzburg, 97074, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Janusch, JankoOHB System AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Knips, Lukaslukas.knips (at) mpq.mpg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kobel, PascalOHB System AGNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Krauss, MarkusZentrum für Telematik, Magdalene-Schoch-Str. 5, Wuerzburg, 97074, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lemke, Norbertnorbert.lemke (at) ohb.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marquardt, ChristophMax Planck Institute for the Science of LightNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Moll, FlorianFlorian.Moll (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Papadopoulos, Christoschristos.papadopoulos (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pudelko, Jonasjonas.pudelko (at) mpl.mpg.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rödiger, BenjaminBenjamin.Roediger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0004-9856-1806148327066
Roubal, ChristianChristian.Roubal (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7974-6977NICHT SPEZIFIZIERT
Scharnagel, JulianZentrum für Telematik, Magdalene-Schoch-Str. 5, Wuerzburg, 97074, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schilling, Klausklaus.schilling (at) telematik-zentrum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, ChristopherChristopher.Schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weinfurter, HaraldLudwig-Maximilians-Universität MuenchenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:19 September 2022
Erschienen in:73rd International Astronautical Congress, IAC 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
ISSN:0074-1795
Status:veröffentlicht
Stichwörter:QUBE, CubeSat, QKD, QRNG, Quantum Mechanics, Quantum Payload, OSIRIS
Veranstaltungstitel:73rd International Astronautical Congress, IAC Paris
Veranstaltungsort:Paris, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:18 September 2022
Veranstaltungsende:22 September 2022
Veranstalter :International Astronautical Federation, IAF
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation, Navigation, Quantentechnologien
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KNQ - Kommunikation, Navigation, Quantentechnologie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - OSIRIS Future, R - Innovative Quantum Technology for Space Applications
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Optische Satellitenlinks
Hinterlegt von: Rödiger, Benjamin
Hinterlegt am:01 Dez 2022 11:05
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:52

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