Am 2. Juli präsentierte der südkoreanische Telekommunikationsbetreiber SK Telecom auf der Quantum Korea 2026 in Seoul mehrere Quantenkommunikations-Sicherheitstechnologien für das Zeitalter von KI und 6G. Der Schwerpunkt lag auf der Quantenschlüsselverteilung (QKD) auf Basis photonischer integrierter Schaltungen (PIC), dem Quantenzufallszahlengenerator (QRNG) auf PIC-Basis sowie QKD-Technologien für drahtlose und Satellitenkommunikationsszenarien.
Der Schwerpunkt der diesmal vorgestellten Technologien liegt nicht auf gewöhnlichen Netzwerksicherheitslösungen, sondern darauf, Quantensicherheitsfähigkeiten in Richtung kleinerer Bauweise, höherer Geschwindigkeit und besserer Eignung für den Einsatz in Kommunikationsnetzen voranzutreiben. Der von SK Telecom präsentierte QRNG erreicht auf einem ultrasmall-Chip von 10×10 Quadratmillimetern eine Zufallszahlengenerierungsrate von 10 Gbit/s. QRNG dient der Erzeugung unvorhersagbarer Zufallszahlen und ist eine wichtige Basiskomponente für Verschlüsselungsschlüssel, sichere Authentifizierung und quantensichere Kommunikation. Je höher die Qualität und Generierungsrate der Zufallszahlen, desto besser können die Verschlüsselungsanforderungen von Hochdurchsatz-Netzwerkgeräten, Edge-Terminals und KI-Diensten unterstützt werden. Herkömmliche Sicherheitssysteme stehen in Szenarien mit KI, 6G, Edge-Geräten und einer Vielzahl von Endgeräten unter höherem Konkurrenzdruck. Erst durch die Miniaturisierung des 10-Gbit/s-QRNG kann dieser leichter in Kommunikationsgeräte, Edge-Computing-Knoten, unbemannte Systeme, KI-Kameras und Roboter integriert werden.
SK Telecom treibt zudem die Entwicklung eines integrierten QKD-Chips voran, der die Sendeeinheit, die Empfangseinheit und das QRNG-Optiksystem auf einer einzigen Chip-Architektur vereint. Der Wert von QKD liegt in der Nutzung von Quantenzuständen zur Schlüsselübertragung; wird der Übertragungsprozess abgehört, können Störungen der Quantenzustände erkannt werden, was die Sicherheit der Schlüsselverteilung in Kommunikationsverbindungen erhöht. Bisherige QKD-Systeme waren oft groß, teuer und komplex in der Bereitstellung und wurden hauptsächlich in Backbone-Netzen, Standleitungen und Szenarien mit hohen Sicherheitsanforderungen eingesetzt. Die QKD auf PIC-Basis integriert und komprimiert optische Komponenten, Sende- und Empfangseinheiten sowie Zufallszahlenfähigkeiten auf Chipebene, mit dem Ziel, Größe und Kosten zu reduzieren, die Systemkonsistenz zu verbessern und die Voraussetzungen für eine zukünftige Massenbereitstellung zu schaffen.
Besonders beachtenswert ist die Richtung der drahtlosen und satellitengestützten QKD. SK Telecom bereitet die für die Stabilität und Sicherheit der drahtlosen QKD erforderlichen Kerntechnologien vor und entwickelt QKD-Lösungen für die drahtlose Kommunikation über Entfernungen von bis zu 30 km. Diese Technologie ist zudem für den Einsatz auf Satellitenplattformen vorgesehen.
Die Herausforderungen bei drahtloser und satellitengestützter QKD sind deutlich höher als bei festen Glasfaserverbindungen. Terrestrische drahtlose Verbindungen sind von Wetter, Abschattungen, atmosphärischer Turbulenz, Strahlausrichtung, Vibrationen mobiler Plattformen und Kanaldämpfung betroffen. Satellitenverbindungen müssen zusätzlich mit hohen Relativgeschwindigkeiten, Dämpfung über große Entfernungen, Erfassung und Nachführung der Endgeräte, verfügbaren Verbindungsfenstern und der Koordination zwischen Weltraum- und Erdnetzen umgehen. 6G betont die integrierte Kommunikation von Weltraum, Luft und Erde; die Netzwerkverbindungsobjekte werden sich von Mobiltelefonen und Basisstationen auf niedrig fliegende Satelliten, Drohnen, Fahrzeugvernetzungs-Endgeräte, Roboter, KI-Kameras und industrielle Edge-Geräte ausweiten. Wenn die Quantenschlüsselverteilung auf feste Glasfaserleitungen beschränkt bleibt, kann sie die zukünftige dreidimensionale Netzwerkstruktur von 6G nicht abdecken. Die Erweiterung von QKD durch SK Telecom auf drahtlose Verbindungen über 30 km und Satellitenkommunikation zeigt, dass sich die Quantenkommunikationssicherheit von der festen Netzwerksicherheit hin zur Sicherheit in der integrierten Weltraum-Luft-Erde-Kommunikation ausdehnt.
Die von SK Telecom parallel vorgestellten Q-HSM und Q-SSE konzentrieren sich ebenfalls auf den Bereich „Quantensicherheit für Edge-Netzwerke". Q-HSM kombiniert QRNG, quantenresistente Kryptografie (PQC), moderne Kryptografietechniken und physikalisch unklonbare Funktionen (PUF) in einem hybriden Quantensicherheitschip, der für Edge-Geräte wie Drohnen, KI-CCTVs und Roboter in 6G-Netzen ausgelegt ist. Q-SSE wiederum kombiniert QRNG mit PQC und unterstützt Zero-Trust-Zugriffskontrolle sowie die sichere Nutzung von Large-Model-Diensten.
Die Auswirkungen dieser technologischen Innovationen auf die Informations- und Kommunikationsindustrie werden sich auf Quantensicherheitschips, photonische integrierte Schaltungen, optische Sende- und Empfangsmodule, Satellitenkommunikationsendgeräte, Edge-Sicherheitsgeräte, 6G-Netzwerkausrüstung und Sicherheitssysteme für die KI-Infrastruktur erstrecken. KI-Dienste und 6G-Netze benötigen eine höhere Verbindungsdichte, größere Datenströme und eine komplexere Endgerätekoordination. Herkömmliche Verschlüsselungssysteme werden unter dem Druck von Quantencomputing-Bedrohungen und einer massiven Anzahl von Edge-Zugriffen stärker belastet. Der Kern der von SK Telecom diesmal vorgestellten Technologien – 10-Gbit/s-QRNG, PIC-basierte QKD, drahtlose QKD über 30 km und satellitengestützte QKD – liegt darin, die Quantensicherheit von einer „Standleitungs-Bereitstellung" auf Anwendungen auf „Netzwerkgeräteebene, Edge-Terminalebene und integrierter Weltraum-Luft-Erde-Kommunikationsebene" zu heben. In Zukunft bleibt abzuwarten, wie die tatsächliche Bitfehlerrate, die Schlüsselerzeugungsrate, die Wetteranpassungsfähigkeit und die Fähigkeit zur Endgeräteausrichtung der drahtlosen QKD über 30 km ausfallen, und ob der integrierte QKD-Chip in die Phase der technischen Verifikation für Kommunikationsgeräte und Satellitenendgeräte eintreten kann.