The QTF Backbone

proposal for a nationwide optical fibre backbone in germany for quantum technology and time and frequency metrology

Verfasst von

Tara Cubel Liebisch, Peter Kaufmann, Harald Schnatz, Susanne Naegele-Jackson, Jochen Kronjäger, Klaus Blaum, Stefan Kück, Dieter Meschede, Stephan Schiller, Laura Agazzi, Soroosh Alighanbari, Joachim Ankerhold, Georgy V. Astakhov, Stefanie Barz, Ingo Baumann, Rainer Baumgart, Christoph Becher, Hendrik Bekker, Oliver Benson, Paolo Bianco, Ronald Bieber, Immanuel Bloch, Ulrike Blumröder, Rainer Bockholt, Johannes Bouman, Claus Braxmaier, Enrico Brehm, Dagmar Bruss, Dmitry Budker, Hans Joachim Bungartz, Erik Busley, José R. Crespo López-Urrutia, Cornelia Denz, Christian Deppe, Guido Dietl, Fei Ding, Thomas Eickermann, Florian Elsen, Wolfgang Ertmer, Stefan Filipp, Marc Fischer, Jakob Flury, Thomas Fröhlich, Johann Furthner, Ilia Gerhardt, Kay Uwe Giering, Christoph Glingener, Helmut Grießer, Rüdiger Grimm, Christian Grimm, Andreas Gritsch, Fritz Hack, Theodor Hänsch, Thomas Halfmann, Andreas Hanemann, Daniel Harlacher, Niklas Hegemann, Tobias Heindel, Robert Heinkelmann, Luis Hellmich, Thomas Hildmann, David Hock, Sven Höfling, Bruno Höft, Harald Hofmann, Peter Holleczek, Ronald Holzwarth, Wolfgang Hommel, Thomas Hühn, Urs Hugentobler, David Hunger, Nils Huntemann, Cigdem Issever, Fedor Jelezko, Klaus Jöns, Tim Johann, Philippe Jousset, Bernd Jungbluth, Franz Kärtner, Jonas Kankel, Heike Kaufmann, Dmitry Khabi, Thomas Kissinger, Carsten Klempt, Thomas Klügel, Ann Kathrin Kniggendorf, Jan Kodet, Uwe Konrad, Joachim Kopp, Michael Kramer, Stefan Kremling, Michael Krist, Markus Krutzik, Sascha Kwasniok, Yvonne Leifels, Gerd Leuchs, Christian Lisdat, Yuri Litvinov, Manfred Lochter, Peter van Loock, Paul Lüsse, Eberhard Manske, Tanja Mehlstäubler, Peter Michler, Peter Micke, Martin Migura, Jürgen Müller, Wilfried Nörtershäuser, Stephan Pachnicke, Ralf Paffrath, Ekkehard Peik, Wolfgang Pempe, Achim Peters, Thomas Pfeifer, Dirk Piester, Randolf Pohl, Ernst Maria Rasel, Helmut Reiser, Andreas Reiserer, Manfred Rieck, Fritz Riehle, Stephan Ritter, Norbert Rogge, Esther Ruiz Ben, Lakshmi Priya Kozhiparambil Sajith, Laura Sanchez, Vera Schäfer, Wolfgang Schaefer, Nick Schieferdecker, Piet Schmidt, Roman Schnabel, Steffen Schön, Ulli Schreiber, Carsten Schuck, Harald Schuh, Henrik Schulz, Julius Schulz-Zander, Ullrich Schwanke, Jean Pierre Seifert, Klaus Sengstock, Kemal Shafak, Christine Silberhorn, Christian Smorra, Nicolas Spethmann, Jonathan Steiert, Simon Stellmer, Uwe Sterr, Thomas Stöhlker, Jürgen Stuhler, Sven Sturm, Peter G. Thirolf, Christian Tobeck, Thomas Udem, Stefan Ulmer, Suren Vasilyan, Asha Vincent, Tobias Vogl, Raimund Vogl, Thomas Walther, Harald Weinfurter, Christian Weinheimer, Lars von der Wense, Arne Wickenbrock, Lisa Wörner, Fabian Wolf, Steven Worm, Yang Yang, Matthias Zimmermann, Michael Zopf

Abstract

The recent breakthroughs in the distribution of quantum information and high-precision time and frequency (T&F) signals over long-haul optical fibre networks have transformative potential for physically secure communications, resilience of timing infrastructure (such as that supporting Global Navigation Satellite Systems (GNSS)) and fundamental physics. To date, these capabilities remain confined to isolated testbeds, with quantum and T&F signals accessible, for example in Germany, to only a few institutions. In this white paper we propose the QTF Backbone: a dedicated national fibre-optic infrastructure in Germany for the networked distribution of Quantum and T&F signals using dark fibres and specialised hardware. The QTF Backbone is planned as a four-phase deployment over ten years to ensure scalable, sustainable access for research institutions and industry. The concept builds on successful demonstrations of time and frequency distribution at high Technology Readiness Levels (TRLs) across Europe, including PTB–MPQ links in Germany, REFIMEVE in France, and the Italian LIFT network. The QTF Backbone will enable transformative Research and Development (R&D), support a nationwide QTF ecosystem, and ensure the transition from innovation to deployment. As a national and European hub, it will position Germany and Europe at the forefront of quantum networking, as well as T&F transfer.

Details

Organisationseinheit(en): Institut für Festkörperphysik
Institut für Quantenoptik
Institut für Erdmessung
Externe Organisation(en): Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
DFN-Verein e. V.
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU Erlangen-Nürnberg)
Max-Planck-Institut für Kernphysik
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn
Universitätsklinikum Düsseldorf
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
Universität Ulm
Helmholtz-Zentrum Dresden - Rossendorf e. V. (HZDR)
Universität Stuttgart
Institut für Quantenphysik and Center for Integrated Quantum Science and Technology (IQST)
BHO Legal
eleQtron GmbH
Universität des Saarlandes
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Humboldt-Universität zu Berlin (HU Berlin)
Forschungszentrum Jülich
Deutsche Bahn AG
Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ)
Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU)
Technische Universität Ilmenau
Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG)
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)
GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH
University of California at Berkeley (UC Berkeley)
Technische Universität München (TUM)
Leibniz-Rechenzentrum
Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik (FHR)
Technische Universität Braunschweig
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)
Walther-Meißner-Institut für Tieftemperaturforschung
Menlo Systems GmbH
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS)
Adtran Networks SE
Adva Network Security GmbH
Universität Koblenz (UK)
GasLINE GmbH & CO. KG
Technische Universität Darmstadt
Fachhochschule Lübeck
Universität Siegen
JoS QUANTUM GmbH
Universität Münster
GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung
Technische Universität Berlin
Infosim GmbH and Co. KG
Exzellenzcluster Complexity, Topology and Dynamics in Quantum Matter (ctd.qmat)
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Universität der Bundeswehr München
Hochschule Nordhausen
Universität Paderborn
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU)
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT)
Cycle GmbH
Universität Hamburg
Geodätisches Observatorium Wettzell
Max-Planck-Institut für Radioastronomie (MPIfR)
Ferdinand-Braun-Institut gGmbH, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH)
Ruhr-Universität Bochum
Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts
Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI)
Nokia Corporation
Helmholtz-Institut Jena
Friedrich-Schiller-Universität Jena
TOPTICA Photonics SE
TimeTech GmbH
SEFE Energy GmbH
Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI)
NanoMikroWerkstoffePhotonik.NRW (NMWP.NRW)
Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)
Typ: Artikel
Journal: European Physical Journal: Special Topics
Band: 235
Seiten: 3353–3387
Anzahl der Seiten: 35
ISSN: 1951-6355
Publikationsdatum: 08.2026
Publikationsstatus: Veröffentlicht
Peer-reviewed: Ja
ASJC Scopus Sachgebiete: Allgemeine Materialwissenschaften, Allgemeine Physik und Astronomie, Physikalische und Theoretische Chemie
Elektronische Version(en): https://doi.org/10.1140/epjs/s11734-026-02451-3 (Zugang: Offen )
: Details im Forschungsportal „Research@Leibniz University“

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