Mittels Quantenphysik soll der Eisenbahnverkehr vor Sabotage geschützt werden

Forscher der Technischen Universität Berlin erproben abhörsichere Quantenkryptographie für die künftige Kommunikation im Zugverkehr

[datensicherheit.de, 15.07.2025] Laut einer Meldung der Technischen Universität Berlin (TUB) vom 14. Juli 2025 arbeitet das neue Forschungsprojekt „SQuIRRL“ (Secure Quantum Infrastructure for Road, Rail and Flight) daran, die Mobilität per Eisenbahn in Zukunft mit Hilfe abhörsicherer Quantenkommunikation zu schützen: Das Fachgebiet „Bahnbetrieb und Infrastruktur“ der TUB sei dabei Projektpartner für den Bereich des Schienenverkehrs. Das neu gestartete Projekt läuft demnach bis November 2027 und wird vom Bundesforschungsministerium mit gut fünf Millionen Euro gefördert, wobei 584.000 Euro auf die TUB entfielen.

Quantenphysik könnte Übertragung von Informationen noch sicherer machen

Bei der Kommunikation im Schienenverkehr würden bisher mündliche Anweisungen der jeweiligen Fahrdienstleiter, etwa aus einem Stellwerk heraus, von den Triebfahrzeugführern notiert und dann nochmals bewusst wiederholt, „um sicherzugehen, dass alles richtig verstanden wurde – und so lange muss der Zug stehen“.

Schneller und trotzdem genauso sicher solle dieser Vorgang dann in Zukunft durch den sogenannten Digitalen Befehl werden: Dabei kämen die Anweisungen aus einer Betriebszentrale elektronisch direkt an das Fahrpult des Zuges. Die Quantenphysik nun könne hierbei die Übertragung dieser Informationen in Zukunft noch sicherer machen.

Quantenkryptographie für abhörsichere Übertragung von Zufallsschlüsseln

„Mit Hilfe der sogenannten Quantenkryptographie lassen sich Nachrichten so verschlüsseln, dass sich absolut sicher überprüfen lässt, ob sie jemand manipuliert hat oder nicht“, erläutert Timo Ramsdorf, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter am TUB-Fachgebiet Bahnbetrieb und Infrastruktur (Fakultät V – Verkehrs- und Maschinensysteme). Dies sei entscheidend, denn manipulierte Befehle könnten potenziell zu schwerwiegenden Ereignissen führen.

Für die Quantenkryptographie würden eben Lichtteilchen verwendet, um damit geheime Codes zur Verschlüsselung von Nachrichten zu übertragen. „Wie diese Quantenschlüssel in den Führerstand eines Triebfahrzeugs gelangen, wie sie dort gespeichert werden und wie die Technik insgesamt in den Bahnbetrieb integriert werden kann, ist Gegenstand der Untersuchungen am Fachgebiet.“ Zur Beantwortung dieser Fragen arbeiteten die TUB-Forscher eng mit weiteren Projektpartnern von „SQuIRRL“ zusammen, besonders mit dem Hasso-Plattner-Institut (HPI) in Potsdam, aber auch mit der Technischen Universität Chemnitz und der Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden.

Prototyp soll Übertragung von Quantenschlüsseln in Schienenfahrzeuge problemlos ermöglichen

„Am Eisenbahn-Betriebs- und Experimentierfeld der TU Berlin finden Simulationen mit echter Stellwerkstechnik statt:“ An Fahrsimulatoren könnten Triebfahrzeugführer dort den Einsatz der Quantenkryptographie erproben. Experimente mit realen Zügen würden dann auf dem Rangierbahnhof Wustermark in Zusammenarbeit mit der Havelländischen Eisenbahn stattfinden.

„Unser Ziel ist es, zum Ende des Projekts einen Prototypen vorweisen zu können, mit dem eine Übertragung von Quantenschlüsseln in ein Schienenfahrzeug problemlos möglich ist“, unterstreicht abschließend Ulrich Zimmermann, ebenfalls wissenschaftlicher Mitarbeiter des TUB-Fachgebiets Bahnbetrieb und Infrastruktur.

Weitere Informationen zum Thema:

Technische Universität Berlin
Abhörsichere Quantenkommunikation für die Bahn / TU-Forscher wollen Quantenphysik nutzen, um Zugverkehr vor Sabotage zu schützen

Technische Universität Berlin
Secure Quantum Infrastructure for Road, Rail and Flight (SQuIRRL) / Das Forschungsvorhaben „Secure Quantum Infrastructure for Road, Rail and Flight“ (kurz SQuIRRL) verfolgt das Ziel, eine quantensichere Schlüsselgenerierung in die Systeme der verschiedenen Verkehrsträger einzubinden.

Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt
SQuIRRL / Sichere Quanteninfrastruktur für Straßen-, Schienen- und Flugverkehr

QUANTUM OPTICS JENA
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