Вчені з Університету Падуї, Політехнічного університету Мілана та Інституту фотоніки і нанотехнологій CNR досягли значного прориву в галузі квантової безпеки. Вони використали боросилікатне скло для створення нового квантового приймача, що обіцяє революцію в захисті даних.
Переваги скла над кремнієм у квантових пристроях
Квантова криптографія стає все більш важливою у світі, де потужність квантових комп’ютерів зростає. Скло має переваги перед кремнієм, оскільки воно природно нечутливе до поляризації і має низькі оптичні втрати. Це дозволяє створювати компактні фотонні схеми без складних процесів виробництва напівпровідників.
Дослідники створили повністю налаштовуваний гетеродинний приймач, що включає в себе фіксовані та налаштовувані дільники пучків, термооптичні фазові зміщувачі та тривимірні хвилеводи. Ці елементи дозволяють точно вимірювати квантові сигнали.
Скло в дії: досягнення та можливості
Пристрій продемонстрував наднизькі втрати вставки (≈1 дБ) і стабільну роботу протягом щонайменше 8 годин. Він також досяг рекордної швидкості генерації випадкових бітів 42.7 Гбіт/с, що робить його безпечним навіть при ненадійних вхідних оптичних сигналах.
Крім того, цей чіп використовувався для протоколу CV-QKD, де інформація кодується в чотирьохточковій констеляції квантових станів, досягнувши швидкості секретного ключа 3.2 Мбіт/с на симульованій відстані 9.3 км.
Перспективи використання квантового скла
Скло має потенціал для реального використання в квантових комунікаційних мережах завдяки своїй стабільності, низьким втратам і можливості швидкого прототипування. Це може допомогти в переході від лабораторних експериментів до практичних квантових мереж.
Дослідження підкреслює, що фотоніка на основі скла може стати надійною платформою для майбутніх квантових технологій, що відкриває нові горизонти для глобальних квантових мереж.
