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Photonik bringt Schwung in den Netzumbau KIT mit Effizienzsprung bei optischen Hochgeschwindigkeitsnetzen

Von Berk Kutsal 2 min Lesedauer

Ein Forschungsteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) arbeitet an optischen Mikrochips, die Datenübertragung mit deutlich weniger Energie ermöglichen sollen. Für seine Beiträge zur Entwicklung energieeffizienter Kommunikationstechnologien erhält der Physiker Christian Koos den Karl-Heinz-Beckurts-Preis 2025.

Das KIT ehrt Christian Koos für optische Mikrochips, die Datenübertragung schneller und deutlich energieeffizienter machen. Preis würdigt angewandte Spitzenforschung.(Bild: KIT)
Das KIT ehrt Christian Koos für optische Mikrochips, die Datenübertragung schneller und deutlich energieeffizienter machen. Preis würdigt angewandte Spitzenforschung.
(Bild: KIT)

Christian Koos, Elektroingenieur am KIT, bekommt in diesem Jahr den Karl Heinz Beckurts-Preis. Seine Spezialität: optische Hochleistungsnetze, mit denen große Datenmengen — etwa im Rechenzentrum oder beim Training von KI — schneller und mit deutlich geringerem Energieverbrauch transportiert werden.

Auf seinen Mikrochips wird Licht statt Strom verwendet. Eingesetzte Materialien und Lichtleiter ermöglichen laut KIT eine Leistungssteigerung um mehr als das Doppelte, bei gleichzeitigem Rückgang des Energieverbrauchs auf rund ein Zehntel im Vergleich zu herkömmlichen elektronischen Systemen. Damit könnte ein bedeutender Hebel für klimaschonende digitale Infrastrukturen gesetzt sein — ein Thema, das in Zeiten steigender Datenmengen und energiehungriger Trainings-KI-Modelle enorm an Relevanz gewinnt.

Koos und sein Team haben nicht nur im Labor geforscht: Die Technologien sind bereits in mehreren Start-ups im Einsatz, und mindestens eines wurde von einem internationalen Technologiekonzern übernommen. Laut KIT zeigt der Preis damit deutlich, was er verspricht: Spitzenforschung mit direktem Weg in die Wirtschaft.

Der Karl Heinz Beckurts-Preis ist mit 30.000 Euro dotiert und würdigt das Andenken an Karl Heinz Beckurts, der als Brückenbauer zwischen Wissenschaft und Industrie galt. Die Auszeichnung unterstreicht das Potenzial, das in der Verbindung von Grundlagenforschung und industrieller Umsetzung steckt — speziell in der Kommunikationstechnologie, die zunehmend zum Energie-Bottleneck in Digitalisierungsszenarien wird.

Die Fortschritte überschneiden sich technisch mit den Prinzipien des Innovative Optical and Wireless Network (IOWN), das unter anderem auf All-Photonics-Netze setzt. Die grundlegende Idee: Datenübertragung weitgehend mit optischen Signalen durchführen, um Energiebedarf zu senken und Latenzen zu reduzieren. Die am KIT entwickelten Mikrostrukturen entsprechen diesem Grundgedanken und liefern ein Beispiel dafür, wie Photonik näher an produktionsreife Systeme rücken kann.

Von einem vollständigen Durchbruch im Sinne des IOWN-Gesamtkonzepts lässt sich jedoch nicht sprechen. Die KIT-Technologie adressiert vor allem physikalische Bausteine auf Chip- und Modulator-Ebene. Für eine komplette Netzarchitektur nach IOWN-Vorbild wären weitere Elemente nötig: durchgängige optische Übertragungspfade, neu definierte Transportprotokolle sowie orchestrierende Schichten für Anwendungen und Geräte.

Relevanz hat die Forschung dennoch: Sie zeigt, dass einzelne Teilbereiche der IOWN-Vision technologisch voranschreiten. Effiziente Datenübertragung ist nicht nur „nice to have“, sondern strategischer Bestandteil nachhaltiger Digitalisierungsstrategien. Wenn Licht statt Strom in der Datenleitung regiert, kann das langfristig Wettbewerbsvorteile sichern — sowohl unter ökologischen als auch aus ökonomischen Gesichtspunkten.

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