ha mostrato nuovi dispositivi basati su chip che contengono tutti i componenti ottici necessari per la distribuzione delle chiavi quantistiche, aumentando al contempo la sicurezza del mondo reale. La piattaforma veloce ed economica è pronta a facilitare l'implementazione di comunicazioni di dati estremamente sicure che possono essere utilizzate per proteggere qualsiasi cosa, dalle e-mail alle informazioni bancarie online.

I progressi nella tecnologia informatica lasceranno presto i metodi odierni per la crittografia dei dati online vulnerabili alle intercettazioni. La distribuzione delle chiavi quantistiche offre una crittografia impenetrabile utilizzando le proprietà quantistiche della luce per generare chiavi casuali sicure tra gli utenti per crittografare e decrittografare i loro dati online. Sebbene la distribuzione delle chiavi quantistiche sia compatibile con la maggior parte delle reti in fibra ottica, sono necessari dispositivi più robusti e meno costosi per eseguire questo metodo di crittografia al di fuori del laboratorio.

In ottica , La rivista della Optical Society (OSA) per la ricerca ad alto impatto, i ricercatori riferiscono che lo scambio di chiavi quantistiche sicuro può essere realizzato tra due dispositivi basati su chip, che misurano solo 6 x 2 millimetri, potenzialmente su una rete in fibra con collegamenti lunghi fino a 200 chilometri.

"I dispositivi basati su chip riducono significativamente la barriera per l'adozione diffusa della comunicazione a sicurezza quantistica fornendo un robusto, piattaforma producibile in serie, " ha affermato il leader del gruppo di ricerca Henry Semenenko dell'Università di Bristol, UK. "Nel futuro, questi dispositivi faranno parte di una connessione domestica standard a Internet che mantiene i nostri dati al sicuro indipendentemente dai progressi della tecnologia informatica".

Ridurre le dimensioni e le esigenze di alimentazione

I nuovi dispositivi di distribuzione di chiavi quantistiche si basano sulla stessa tecnologia a semiconduttore presente in ogni smartphone e computer. Invece di fili per guidare l'elettricità, contengono circuiti altamente complessi che controllano i deboli segnali fotonici di luce necessari per la distribuzione delle chiavi quantistiche. I componenti in nanoscala nei chip consentono di ridurre drasticamente le dimensioni e il consumo energetico dei sistemi di comunicazione quantistica mantenendo le prestazioni ad alta velocità vitali per le reti moderne.

"Con i suoi componenti ottici densamente imballati, la nostra piattaforma basata su chip offre un livello di controllo preciso e complessità non raggiungibile con alternative, " ha affermato Semenenko. "Consentirà agli utenti di accedere a una rete sicura con un dispositivo economico delle stesse dimensioni dei router che utilizziamo oggi per accedere a Internet".

I ricercatori hanno progettato la nuova piattaforma per facilitare le reti in tutta la città e ridurre drasticamente il numero di connessioni richieste tra gli utenti.

"La nostra piattaforma consente ai singoli utenti di connettersi a un nodo centralizzato che consente una comunicazione sicura con ogni altro utente, "ha detto Semenenko. "Man mano che le reti quantistiche si sviluppano, il nodo centralizzato offrirà un'infrastruttura cruciale che alla fine supporterà protocolli di comunicazione più complessi."

Dimostrazione dei dispositivi

I ricercatori hanno dimostrato i loro nuovi dispositivi basati su chip con un esperimento di prova di principio in cui hanno emulato una rete in fibra di 200 chilometri presso l'Università di Bristol Quantum Engineering Technology Labs. Utilizzando due dispositivi chip indipendenti, hanno dimostrato che i tassi di errore e la velocità erano paragonabili allo stato dell'arte, componenti commerciali.

"Abbiamo dimostrato che questi dispositivi basati su chip possono essere utilizzati per produrre effetti quantistici anche quando i fotoni sono stati generati da dispositivi diversi, " ha affermato Semenenko. "Questo è vitale per le reti quantistiche in cui ogni utente controllerà i propri dispositivi distribuiti in una città".

I ricercatori intendono rendere il sistema più pratico sviluppando hardware specifico per l'applicazione. Utilizzeranno quindi la rete in fibra ottica in atto intorno alla città di Bristol per creare una rete metropolitana dimostrativa con molti utenti.