Фізики створили квантовий чип із звичайного скла: що це означає для безпечного зв’язку майбутнього
Міжнародна команда дослідників представила інноваційний квантовий пристрій, створений безпосередньо у склі. Це може зробити квантовий зв’язок швидшим, дешевшим і придатним для реального використання поза лабораторіями, пише ScienceDaily.
Вчені з Університету Падуї, Політехнічного університету Мілана та Інституту фотоніки та нанотехнологій CNR розробили квантовий когерентний приймач, використовуючи боросилікатне скло замість традиційного кремнію.
Як науковці створили квантовий чип зі скла?
Пристрій створили за допомогою фемтосекундного лазерного запису — технології, що дозволяє «вписувати» оптичні схеми безпосередньо всередину матеріалу. Це забезпечує:
Підписуйтеся на наші соцмережі
- низькі втрати сигналу,
- високу стабільність,
- сумісність із сучасними волоконно-оптичними мережами.
Що це означає для звʼязку майбутнього?
Розробка має ключове значення для розвитку квантової криптографії — технології, яка базується на законах фізики і вважається одним із найнадійніших способів захисту інформації в епоху потужних квантових комп’ютерів.
На відміну від кремнієвих аналогів, скляні чипи менш чутливі до поляризації світла та мають нижчі оптичні втрати. Це дозволяє точніше обробляти квантові сигнали, які є надзвичайно делікатними.
Створений пристрій об’єднує одразу кілька компонентів:
- розгалужувачі променя,
- фазові перемикачі,
- тривимірні хвилеводи,
- незалежні від поляризації з’єднувачі.
Завдяки цьому він може виконувати складні операції з квантовими сигналами, як от, одночасно вимірювати їхні ключові параметри.
Під час тестувань чип продемонстрував високі результати:
- низьку втрати сигналу,
- ефективне придушення шуму,
- стабільну роботу протягом щонайменше восьми годин.
Особливо важливо, що один і той самий пристрій зміг виконувати одразу дві функції — генерацію квантових випадкових чисел і розподіл криптографічних ключів. У першому випадку швидкість досягла рекордних 42,7 Гбіт/с, а в другому — система забезпечила стабільний захищений зв’язок на відстані понад 9 км оптоволокна.
Дослідники також відзначають практичні переваги скла: воно стійке до змін температури, механічних впливів і підходить для масштабного виробництва. Також такі чипи легше інтегрувати в існуючу телекомунікаційну інфраструктуру.