De belanghebbenden in de haven van Rotterdam zullen kunnen deelnemen en profiteren van een onaftapbaar, multi-user quantumnetwerk voor hun kritieke communicatiesystemen. Verschillende landen experimenteren al met quantumcommunicatie, maar QuTech's spin-off Q*Bird is de eerste die een nieuw type beveiligd quantumnetwerk inzet dat meerdere gebruikers via een centrale hub met elkaar kan verbinden op een kosteneffectieve en schaalbare manier. Dit zorgt voor een onaftapbare internetverbinding tussen meerdere gebruikers, verspreid over het hele havengebied.
Foto: Qutech
De haven van Rotterdam vertegenwoordigt een belangrijk deel van de Nederlandse economie. Ze verwerkt jaarlijks bijna 15 miljoen zeecontainers en is daarmee een van de grootste havens ter wereld. Het beveiligen van haar communicatiesystemen verbetert de veiligheid van tienduizenden zeeschepen per jaar en het economische verkeer dat daaruit voortvloeit.
De beveiliging van informatieoverdracht via het internet is van cruciaal belang voor elke grote organisatie. Knoeien met informatiekanalen heeft aanzienlijke financiële gevolgen en kan potentieel levensbedreigend zijn.
Economische impact
De haven van Rotterdam is een cruciaal industrieel en logistiek knooppunt dat jaarlijks bijna 15 miljoen zeecontainers verwerkt, met droge bulkgoederen, natte bulkgoederen (zoals olie) en stukgoed in totaal bijna 500 miljoen ton overslag. De totale economische toegevoegde waarde van de haven vertegenwoordigt 8,2% van het Nederlandse BNP (63 miljard euro) en biedt direct en indirect werk aan meer dan 500 000 mensen.
Het afluisteren van de communicatiesystemen tussen partijen kan leiden tot aanzienlijke financiële verliezen, verstoring van de kritische bedrijfsvoering of fysieke schade. Een quantumcommunicatie-infrastructuur verzekert een onaftapbare verbinding en verbetert de logistieke ketens waarvan Rotterdam deel uitmaakt, en daardoor ook een vitale infrastructuur op het Europese continent.
Speciale quantumsleutel-distributietechniek ontwikkeld door Q*Bird
Eerder heeft een team wetenschappers en ingenieurs van QuTech - een samenwerking tussen de Technische Universiteit Delft en TNO - een alternatieve, onaftapbare methode voor het verzenden van gecodeerde informatie gedemonstreerd. De technologie heeft een zodanig commercieel potentieel dat zij besloten hebben zich van QuTech af te splitsen onder de naam Q*Bird.
"Onze technologie is gebaseerd op een speciale implementatie van quantumsleutel-distributie (QKD) die gebruik maakt van een centrale hub om gebruikers die beveiligde communicatie willen uitwisselen met elkaar te verbinden," legt Q*Bird's medeoprichter en directeur Remon Berrevoets uit.
"Dat betekent dat het mogelijk is om op een kosteneffectieve manier een quantuminternet te implementeren, schaalbaar voor meerdere eindgebruikers en gebruikmakend van veelal off-the-shelf apparatuur."
Medeoprichter en directeur Ingrid Romijn:
"Ons quantum secure communicatiesysteem heeft zich al bewezen met een proof-of-concept bij[mailto:mailto:https://qutech.nl/2021/07/06/untappable-quantum-cryptography-becomes-practical-with-mdi-qkd/]Nederlandse telecom provider KPN met Cisco hardware en tijdens een testbed bij digitale infrastructuur provider Eurofiber met Juniper hardware. De haven van Rotterdam als launching partner toont het enorme potentieel van onze technologie."
Schematische afbeelding van het quantumsleutel-distributiesysteem. Een centraal knooppunt (Charlie) verbindt gebruikers Alice (links) en Bob (rechts). Als een afluisterende hacker probeert de geheime sleutels te stelen, zorgen de wetten van de quantummechanica ervoor dat de gebruikers worden geïnformeerd als de sleutels gecompromitteerd zijn. Een andere set sleutels wordt dan aangemaakt om verdere berichten veilig te versleutelen. Afbeelding: Simplot voor QuTech.
Praktische uitvoering
Als eerste stap in de test zal de centrale hub voor de distributie van quantumsleutels bij het Havenbedrijf Rotterdam worden ondergebracht. Op basis van deze nieuwe technologie zal in een afgeschermde omgeving data worden uitgewisseld tussen een aantal partijen in de haven. Aan deze test zullen het Havenbedrijf Rotterdam, Portbase en een aantal nautische dienstverleners meewerken. Doel van de test is om de technische mogelijkheden van het systeem verder te valideren.
Een dergelijke opzet maakt het in de toekomst mogelijk om alle eindgebruikers met een veilige, niet af te luisteren verbinding te voorzien. De gebruikers zullen sleutels delen die zijn gegenereerd met behulp van quantumtechnologie (en daarom inherent onaftapbaar zijn) en die ze vervolgens zullen gebruiken om berichten te versleutelen met traditionele technologie. De kracht van deze opzet is het gemak waarmee deze kan worden uitgebreid tot veel meer gebruikers, en de relatief lage kosten van uitbreiding. Na voltooiing kunnen de betrokken partijen er zeker van zijn dat er niet is geknoeid met zijn communicatielijn.
Vanuit een technisch perspectief maakt dit project een nauwe samenwerking mogelijk tussen Single Quantum en Q*bird: twee Nederlandse high-tech bedrijven met complementaire expertise en wereldwijde ambities. Door hun krachten te bundelen in dit project zullen zij een krachtige maatschappelijke impact hebben in de regio.
InnovationQuarter heeft geholpen dit project te orkestreren en uit te voeren, onder andere door het mede opstellen van het Birch rapport. Tijdens de onderzoeksfase zijn verschillende aanknopingspunten naar voren gekomen die dit consortium mede vorm hebben gegeven.
