Das Analogieexperiment zur Quantenkryptographie mit dem BB84-Protokoll von OStR Jörn Schneider ermöglicht Schülern und Schülerinnen abstrakte Quantenphänomene wie Superposition und Messunsicherheit praktisch zu erleben und besser zu verstehen. Durch die anschauliche Demonstration der Schlüsselverteilung wird die Rolle der Quantenmechanik für sichere Kommunikation greifbar gemacht. Gleichzeitig fördert der Versuch das Verständnis für zentrale Konzepte wie die Unmöglichkeit des Kopierens von Quantenzuständen und die Detektierbarkeit von Abhörversuchen. Das Modellexperiment zur Quantenkryptographie zeigt eine moderne, schultaugliche Anwendung der Quantenphysik, die als Zukunftstechnologie des 21. Jahrhunderts unser Leben in der Zukunft sicherer machen wird. Denn mit dem Aufkommen der Quantencomputer wird das RSA-Verschlüsselungsverfahren in naher Zukunft nicht mehr sicher genug sein unsere sensiblen Daten sicher zu verschlüsseln.
Das Set wird in einem Koffer mit gerätegeformter Schaumstoffeinlage geliefert. Es wird kein zusätzliches Material für die Durchführung der Versuche benötigt. Mit dem Set lässt sich der sichere Austausch der Schlüssel zwischen BOB und ALICE durchführen. Ein Lauschangriff (Eve) kann mit einem optionalen zweiten Set durchgeführt werden. Versuchs- und Aufbauanleitungen sowie Schülerarbeitsblätter werden als Download zur Verfügung gestellt.
Sekundarstufe 2
Fächer:
- Physik
- Grundzüge des BB84-Protokolles verstehen und beschreiben
- Erklären der grundlegenden Konzepte der Quantenphysik (Superposition, Polarisation, Quantenbits)
- Anwenden des BB84-Protokolles zur Verschlüsslung und dem Schlüsselaustausch in einer einfachen Situation
- Unterscheidung zwischen klassischer und quantentechnischer Verschlüsselung
- Erkennen von Abhören durch Dritte (EVE) in Verbindung mit einem weiteren Set
Kofferabmessungen: 540 x 440 x 115 mm (L x B x T) Gewicht: 4550 g
- Stativmaterial zum Aufbau
- 1 Diodenlaser (Laserklasse 2)
- 1 Polarisationsfilter λ/2 mit Filterhalter
- 1 Filterhalter (ALICE)
- 1 Filtarhalter (EVE)
- 1 Strahlenteiler mit Halter
- 2 Sensoren mit Halter
- 1 Contoller-Baugruppe ALICE
- 1 Controller-Baugruppe BOB
- 2 RiSU-konforme USB-Netzgeräte
- alle erforderlichen Kabel
- 1 Koffer mit gerätegeformter Schaumstoffeinlage
- Versuchsunterlagen als herunterladbare PDF-Dateien
