Wir konzentrieren uns auf die Integration von Quantenkommunikations-, Quantenberechnungs- und Quantensensortechnologien in 6G-Netzwerke und analysieren deren potenziellen Vorteil für die Erreichung der 6G-Leistungsziele. Unsere Lösungen sollen die Ausfallsicherheit, Vertrauenswürdigkeit und Skalierbarkeit verbessern und gleichzeitig die Latenzzeit verringern.
Q-TREX, QD-CAMNETZ, und QUIET
Eines unserer zentralen Projekte ist die Entwicklung eines 5G-Campusnetzes, das um die Quantentechnologie erweitert wird. Dies gibt Unternehmen die Möglichkeit, innovative Anwendungen in einer realen Testumgebung zu erproben.
Q-TREX Resilienz für das Quanteninternet
Q-TREX und QUARKS gehen dieselbe 6G-Herausforderung aus komplementären Blickwinkeln an.
Da sich zukünftige Kommunikationssysteme zu einem „Network of Networks“ entwickeln, müssen 6G und Edge-Computing cyber-physische Dienste wie digitale Zwillinge, Telepräsenz, Robotik und taktile Interaktion unter strengen Vorgaben hinsichtlich Latenz, Verfügbarkeit und Vertrauen unterstützen.
Q-TREX („Resilience for the Quantum Internet“) leistet einen Beitrag zur Netzwerkgrundlage, indem es die Quantenkommunikation in zukünftige 6G- und bestehende Festnetze integriert und ein End-to-End-Resilienzkonzept entwickelt, das in einem Testfeld zwischen Berlin, Dresden und München hinsichtlich der für den Einsatz entscheidenden Aspekte Sicherheit, Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit gprüft wurde. Auf dieser Grundlage konzentriert sich QUARKS darauf, wie Quantenressourcen als nutzbare Dienste in 6G-Systeme integriert werden können, einschließlich des Betriebs von Quantenprozessoren als vernetzte Edge-Ressourcen (QPU-as-a-Service) und der Weiterentwicklung hin zu in-network/distributed Quantencomputing, bei dem robuste Steuerkanäle, Schlüsselverwaltung und verschränkungsbasierte Primitives auch bei Ausfällen, Überlastung und gezielten Angriffen zuverlässig bleiben müssen.
QD-CAMNETZ
Als Teil von QUARKS dient QD-CamNetz als konkrete technische Testumgebung, die „Quantum for 6G“ von einem Konzept in etwas verwandelt, das in einem realen Netzwerk gemessen werden kann.
Das Forschungsprogramm von QUARKS zielt ausdrücklich auf den Aufbau eines 5G-Campusnetzwerks ab, das durch Quantentechnologie erweitert wird, und QD-CamNetz ist eines der zentralen Projekte, die diesen Schritt ermöglichen.
Im Rahmen von QD-CamNetz werden Quantentechnologien nahtlos in ein betriebsbereites 5G-Campusnetzwerk integriert, um die Ausfallsicherheit und eine präzise Zeitsynchronisation zu gewährleisten. Das Projekt entwickelt Quantenrouter, die mit der bestehenden Kommunikationsinfrastruktur kompatibel sind, sowie einen Quantenprotokollstapel und eine darauf abgestimmte Netzwerkarchitektur, die über Laborbedingungen hinaus für industrielle Anwendungsfälle eingesetzt werden können.
Dies ergänzt QUARKS, indem es eine Umgebung bereitstellt, in der unter realistischen Rahmenbedingungen untersucht werden kann, wie Quantum Communication Primitives (z. B. sichere Schlüsselgenerierung und Synchronisation) 6G-relevante KPIs verbessern können, und es bietet einen glaubwürdigen Weg zur Integration von netzwerkzugänglichem Quantencomputing in Network-Edge (QPU-as-a-Service) und später netzwerkinterne/verteilte Quantencomputing-Lösungen, bei denen zuverlässige Netzwerk- und Zeitsynchronisationsdienste zu unverzichtbaren Grundlagen statt zu optionalen Funktionen werden.
QUIET—Verteiltes Quanten-IoT-Metrologie-Netzwerk
Im Rahmen des QUARKS-Forschungsschwerpunkts „Wide Area Quantum Network“ ergänzt QUIET Projekte wie Q-TREX und QD-CamNetz, indem es sich mit dem IoT- und Sensorbereich quantenbasierter Netzwerke befasst.
Es entwickelt ein hybrides quanten-klassisches Kommunikationsnetzwerk, in dem verteilte Quantenzustände mit klassischer Übertragung zu (Quanten-)Sensoren kombiniert werden, wobei alle Schichten, von der physikalischen Schicht bis hin zu den Netzwerkprotokollen, ausdrücklich abgedeckt werden und über den „Quantum Communication Innovation Hub“ mit Telekommunikationspartnern zusammengearbeitet wird.
Bei QUARKS ist dies von Bedeutung, da es bei der Integration von Quantentechnologien in zukünftige 6G-/Edge-Systeme nicht nur darum geht, einen Quantenalgorithmus auszuführen, sondern auch um eine einsatzfähige, standardkompatible Netzwerkplattform, bei der Sicherheit, Leistung und Protokollverhalten durchgängig optimiert sind.
Die gleiche hybride Umgebung, das QUIET für das Quanten-IoT entwickelt (sichere Schlüsselbildung, robuste Steuersignale und operatives schichtübergreifendes Design), wird auch zu einer Voraussetzung für den Betrieb vernetzter Quantenprozessoren in Network-Edge (QPU-as-a-Service) und langfristig für das netzwerkinterne/distributed Quantencomputing, bei dem Operationen zwischen den Knoten von einer zuverlässigen klassischen Orchestrierung in Verbindung mit verteilten Quantenkorrelationen abhängen.
Mobile Edge Quantum Computing and In-Network Quantum Computing for 6G
Mobile Edge Quantum Computing (MEQC) betrachtet einen Quantenprozessor (QPU) als vernetzten Beschleuniger, der innerhalb der MEC-Schicht eingesetzt wird, d. h. in der Nähe des Funkzugangsnetzes, wo Anwendungen und Orchestrierungslogik von extrem geringer Latenz, hoher Bandbreite und Echtzeit-RAN-Kontext profitieren können.
In der 6G-Vision ist diese Einordnung von Bedeutung, da 6G voraussichtlich auf verteilte Intelligenz – auch am Netzwerkrand – setzen und Systembeschränkungen (Latenz, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit) als Gestaltungsfaktoren betrachten wird; daher müssen Rechen- und Netzwerkkomponenten gemeinsam entwickelt und nicht isoliert voneinander optimiert werden. Verteiltes Quantencomputing (DQC) erweitert MEQC, indem es mehrere QPUs als eine einzige logische Rechenstruktur koordiniert, Workloads auf die Knoten verteilt und die Abhängigkeiten zwischen den Knoten durch klassische Steuerung und – sofern verfügbar – durch Quantenkorrelationen verwaltet.
Das netzwerkbasierte Quantencomputing geht noch einen Schritt weiter, indem es das Netzwerk selbst zu einem Bestandteil des Computers macht: Routing, Planung und Steuerung von Quantenressourcen (einschließlich der Verteilung von Verschränkungen und deren Qualität) werden zu vollwertigen Systemfunktionen und sind nicht mehr „nur Konnektivität“.
Im Rahmen von QUARKS werden diese Konzepte als systemwissenschaftliches Forschungsvorhaben verfolgt, das Quantenkommunikation, Quantencomputing und Quantensensorik in 6G-Netzwerke integriert und untersucht, ob Quantenressourcen 6G-relevante Leistungskennzahlen wie Ausfallsicherheit, Vertrauenswürdigkeit, Skalierbarkeit und Latenz verbessern.
Konkret bietet das QUARKS Quantum Edge Computing Lab eine Testumgebung mit drei miteinander verbundenen Quantencomputern, um hybride Edge-Workflows unter realistischen Rahmenbedingungen (Warteschlangen, Kalibrierungsgültigkeit, End-to-End-Latenz und Dienstverfügbarkeit) zu untersuchen, da jede Behauptung bezüglich eines „Quantenvorteils“ im Zusammenhang mit 6G nur dann aussagekräftig ist, wenn sie auf der Ebene des End-to-End-Dienstes bewertet wird und nicht anhand isolierter Gerätemetriken.
Quellen
Da wir ein Trainingsprogramm entwerfen wollen, das genau Ihrem Wissensbedarf zu Quantenthemen entspricht, erheben wir derzeit genau diesen Bedarf in einer kurzen Umfrage.
When Does Coherent Quantum Closure Phase Help? A Cross-Layer DQC Benchmark for HEP Telescope Networks Proceedings Article
In: IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE26), IEEE Quantum Week 2026, Toronto, Ontario, Canada, 2026.
On The Limitations of Distributed Quantum Computing for Future Communication Networks Proceedings Article
In: IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE26), IEEE Quantum Week 2026, Toronto, Ontario, Canada, 2026.
When Can Passive Link Metrics Certify a Distributed Quantum Circuit? An Identifiability Analysis Proceedings Article
In: IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE26), IEEE Quantum Week 2026, Toronto, Ontario, Canada, 2026.
Scheduling Under Stochastic Control Drift in a Room-Temperature NV-Center Quantum Processor Proceedings Article
In: IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE26), IEEE Quantum Week 2026, Toronto, Ontario, Canada, 2026.
Coherence and fidelity aware routing in quantum networks Artikel
In: Scientific Reports, 2026, (to be published).
Eine Übersicht zu Quanten Begriffen und Erklärungen
Entdecken Sie die wichtigsten Begriffe aus den Bereichen Quantenkommunikation und Quantencomputing sowie deren jeweilige Anwendungsbereiche.
Wir bieten verschiedene Bildungs- und Kooperationsformate an, die Wissen vermitteln und den Austausch zwischen Wissenschaft und Wirtschaft fördern.
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Riccardo Bassoli