Niemieccy naukowcy tworzą krzemowy chip zdolny do emitowania fotonów

W dobie powszechnej komputeryzacji i digitalizacji przekazywanie poufnych danych to prawdziwy ból głowy. Nowoczesna kryptografia kwantowa jest w stanie zagwarantować 100% bezpieczeństwo. Ale połączenie go z istniejącymi technologiami było prawie niemożliwe.

Jednak zespół badawczy z Niemiec skonstruował oparte na krzemie pojedyncze źródło fotonów w podczerwieni, które jest w stanie wytworzyć około 100 000 fotonów na sekundę.

Rozwój ten umożliwi połączenie kryptografii kwantowej z istniejącymi technologiami krzemowymi.

Co to jest kryptografia kwantowa

Najpierw chciałbym powiedzieć kilka słów o kryptografii kwantowej. Zatem Quantum Key Distribution jest obecnie w 100% bezpieczną metodą wymiany tajnych kluczy między dwoma użytkownikami. W końcu cała zasada tego systemu opiera się na głównych prawach świata kwantowego.

W końcu, jeśli osoba trzecia spróbuje ukraść przesłany klucz, będzie musiał wykonać pomiar. Zatem sam proces pomiaru z pewnością wprowadzi anomalie do klucza. A te anomalie zostaną natychmiast zauważone przez uprawnionych uczestników programu.

Oznacza to, że upoważnieni uczestnicy transferu mogą ujawnić i po prostu sprawdzić, czy nikt inny nie zmierzył klucza poza nimi.

Większość protokołów bezpieczeństwa kwantowego opiera się na transferze pojedynczych fotonów. To jest główny warunek zachowania tajemnicy.

Dopiero przed rozwojem niemieckich naukowców źródłem pojedynczych fotonów były bardzo złożone urządzenia, słabo kompatybilne z nowoczesnymi urządzeniami elektronicznymi.

Opracowanie nowego chipa krzemowego

Grupa naukowa z Centrum. Helmholtz Dresden-Rosendolph i Uniwersytet Techniczny w Dreźnie otrzymały system w trakcie licznych eksperymentów generacja pojedynczych fotonów, gdzie za podstawę przyjęto chip krzemowy (praktycznie wszystkie nowoczesne elektronika).

Stało się to możliwe po tym, jak inżynierowie umieścili atomy węgla w krzemie za pomocą akceleratora. Podczas tego procesu para atomów węgla wraz z atomem krzemu utworzyła syntetyczny atom, który był w stanie emitować fotony w zakresie podczerwieni o długości fali 1,3 mikrona.

Jednocześnie fotony generowane przez chip są doskonale rozprowadzane wzdłuż włókna szklanego.

Próbka laboratoryjna była w stanie wygenerować około 100 000 pojedynczych fotonów na sekundę. Tylko po to, aby ten system w pełni funkcjonował, konieczne jest jego schłodzenie do temperatury 4 kelwinów.

Jakie są perspektywy inwencji

W rzeczywistości rozwój ten jest trudny do przecenienia. W końcu pozwala, by tak rzec, „scalić” istniejące technologie oparte na krzemie z zupełnie nowymi osiągnięciami.

To znaczy, być może, wkrótce pojawią się tak zwane procesory kwantowe, wzmacniacze i czujniki oparte na starym dobrym krzemie.

Jeśli podobał Ci się materiał, unieś kciuki do góry, zasubskrybuj i skomentuj materiał. Dziękuję za uwagę!