Im Vergleich zu glasfaserbasierter Kommunikation, bei der die optische Leistung exponentiell mit der Entfernung abfällt, bietet eine Freistrahlstrecke den entscheidenden Vorteil einer besseren Signalstärke durch einen bloß quadratischen Abfall mit der Entfernung. Auf der anderen Seite muss man witterungsbedingten Störfaktoren entgegenwirken; außerdem ist prinzipiell freie Sicht zwischen den zwei Standorten notwendig.
Das Ziel dieses Teilprojekts ist der Aufbau einer QKD-Freistrahlstrecke auf dem UniBw-Campus zwischen den UniBw-Instituten INF3 und EIT. Hierzu wird ein polarisations-encodiertes BB84-Protokoll verwendet, das durch die Decoy-State-Methode erweitert wird. Bei dieser Methode werden die QKD-Signale in zwei verschiedenen Intensitäten kodiert, was potentiellen Angriffen mittels der Photon-Number-Splitting-Attack entgegenwirkt.
Zu diesem Zweck werden geeignete Sender- und Empfänger-Mikrooptiken auf Basis der Wellenlänge 850 nm entwickelt, sowie Elektronik für deren Ansteuerung. Ein weiteres Ziel ist die Integration in ein Gesamtsystem, das sichere Schlüssel über ein standardisiertes Protokoll (ETSI) an herkömmliche Verschlüsselungsgeräte verteilen kann.
Hierbei muss eine Reihe wichtiger Fragen beantwortet werden: zum Beispiel zur erreichbaren Verbindungsqualität und zur Stabilität unter äußeren Einflüssen wie Tag/Nacht und Witterung. Die Performance des Gesamtsystems wird in Abhängigkeit von diesen Einflüssen über die maximal erreichbare Schlüsselrate charakterisiert. So können etwaige limitierende Faktoren wie zum Beispiel die Laufzeit der Nachbearbeitung, die Detektor-Effizienzen und -Dunkelzeiten identifiziert werden.
