Крошечный чип подарит квантовую связь смартфонам и ноутбукам

Квантовая защита информации гарантирует абсолютную безопасность. Однако до сих пор устройства для такого шифрования были размером с холодильник, а то и с комнату. Теперь инженеры создали маленький шифрующий чип, который можно встроить в любое носимое устройство.

Достижение описано в научной статье, опубликованной в журнале Nature Photonics группой во главе с Ай Цунь Лю (Ai Qun Liu) из Наньянского технологического университета в Сингапуре.

"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о принципах квантовой защиты информации. Напомним, что при квантовом распределении ключей участники "беседы" генерируют случайный шифр, известный только им двоим. Это избавляет их от необходимости пользоваться паролями или другими идентификаторами, которые могут быть украдены.

Попытка же перехватить квантовый ключ приводит к тому, что в канале связи возникает сбой, и собеседники прекращают передачу данных, так как сразу же узнают о взломе. Обойти этот эффект невозможно, поскольку он основан на фундаментальных законах физики.

"В современном мире кибербезопасность очень важна, так как большая часть наших данных хранится и передаётся в цифровом виде. Почти все цифровые платформы и репозитории требуют, чтобы пользователи вводили свои пароли и биометрические данные, и до тех пор, пока это так, они могут быть перехвачены или расшифрованы. Квантовые технологии устраняет эту ситуацию, поскольку и пароль, и информация интегрируются в отправляемое сообщение, образуя квантовый ключ", – объясняет Лю в пресс-релизе.

Однако широкому внедрению этой технологии мешает досадный факт: оборудование для генерации квантовых ключей уж очень громоздко. В лучшем случае такой прибор имеет размер большого холодильника, но может занимать и целую комнату.

Однако Лю и команда совершили прорыв, упаковав всё необходимое для квантового шифрования (кроме лазера) в чип размером три миллиметра. Такое устройство примерно в тысячу раз меньше ближайшего конкурента.

Скорость генерации секретного ключа составляет 0,14 килобит в секунду, и один такой чип может поддерживать связь на протяжении ста километров оптического волокна.

Важно, что микросхема изготовлена из стандартных для электроники материалов, таких как кремний. То есть новинка должна быть достаточно дешёвой в производстве.

"Это будущее безопасной связи, и наши исследования приближают нас к квантовым вычислениям и коммуникации. Это [достижение] поможет инициировать создание устройств связи следующего поколения, а также улучшит цифровые сервисы, такие как финансовые онлайн-порталы банков и услуги электронного правительства", – резюмирует Лю.

Сейчас авторы работают над тем, чтобы интегрировать свою разработку в классические оптоволоконные системы связи.

К слову, ранее "Вести.Наука" писали о первых в России испытаниях линии скоростной квантовой связи и о том, как спутники ГЛОНАСС поставили рекорд дальности квантовой связи.