Duitse wetenschappers maken een siliciumchip die fotonen kan uitzenden

In het tijdperk van universele automatisering en digitalisering is de overdracht van vertrouwelijke gegevens een echte kopzorg. Moderne kwantumcryptografie kan 100% veiligheid garanderen. Maar het was bijna onmogelijk om het te combineren met bestaande technologieën.

Maar een onderzoeksteam uit Duitsland heeft een enkele infrarood fotonbron op siliciumbasis geconstrueerd die ongeveer 100.000 fotonen per seconde kan genereren.

Door deze ontwikkeling kan kwantumcryptografie worden gecombineerd met bestaande siliciumtechnologieën.

Wat is kwantumcryptografie

Allereerst wil ik een paar woorden zeggen over kwantumcryptografie. Quantum Key Distribution is momenteel dus een 100% veilige methode om geheime sleutels tussen twee gebruikers uit te wisselen. Het hele principe van dit systeem is tenslotte gebaseerd op de belangrijkste wetten van de kwantumwereld.

Als een derde de verzonden sleutel probeert te stelen, moet hij immers een meting uitvoeren. Het meetproces zelf zal dus zeker anomalieën in de sleutel introduceren. En deze anomalieën zullen onmiddellijk worden gezien door de legitieme deelnemers aan het programma.

Dat wil zeggen, geautoriseerde deelnemers aan de overdracht kunnen openbaar maken en eenvoudig controleren of niemand anders de sleutel heeft gemeten behalve zij.

De meeste kwantumbeveiligingsprotocollen zijn gebaseerd op transmissie van één foton. Dit is de belangrijkste voorwaarde voor geheimhouding.

Maar vóór de ontwikkeling van Duitse wetenschappers waren de bronnen van afzonderlijke fotonen zeer complexe apparaten, slecht compatibel met moderne elektronische apparaten.

Ontwikkeling van een nieuwe siliciumchip

Wetenschappelijke groep van het Centrum. Helmholtz Dresden-Rosendolph en de Technische Universiteit van Dresden hebben het systeem in de loop van talrijke experimenten verkregen generatie van enkele fotonen, waarbij een siliciumchip als basis werd genomen (praktisch allemaal modern elektronica).

Dit werd mogelijk nadat ingenieurs koolstofatomen in silicium plaatsten met behulp van een versneller. Tijdens dit proces vormden een paar koolstofatomen samen met een siliciumatoom een ​​synthetisch atoom dat fotonen in het infraroodbereik met een golflengte van 1,3 micron kon uitzenden.

Tegelijkertijd worden de door de chip gegenereerde fotonen perfect verdeeld over de glasvezel.

Het laboratoriummonster kon ongeveer 100.000 enkele fotonen per seconde genereren. Alleen om dit systeem volledig te laten functioneren, is het nodig om het af te koelen tot een temperatuur van 4 Kelvin.

Wat zijn de vooruitzichten voor uitvinding

In feite is deze ontwikkeling moeilijk te overschatten. Het laat immers als het ware toe om bestaande technologieën op basis van silicium "samen te voegen" met volledig nieuwe ontwikkelingen.

Dat wil zeggen dat binnenkort de zogenaamde kwantumprocessors, repeaters en sensoren op basis van good old silicium zullen verschijnen.

Als je het materiaal leuk vond, steek dan je duimen omhoog, abonneer je en geef commentaar op het materiaal. Dank u voor uw aandacht!