monstrou novos dispositivos baseados em chips que contêm todos os componentes ópticos necessários para a distribuição de chaves quânticas enquanto aumentam a segurança no mundo real. A plataforma rápida e econômica está preparada para facilitar a implementação de comunicação de dados extremamente segura que pode ser usada para proteger tudo, desde e-mails a informações bancárias online.

Os avanços na tecnologia da computação em breve deixarão os métodos atuais de criptografia de dados online vulneráveis ​​à escuta clandestina. A distribuição de chaves quânticas oferece criptografia impenetrável usando as propriedades quânticas da luz para gerar chaves aleatórias seguras entre os usuários para criptografar e descriptografar seus dados online. Embora a distribuição de chave quântica seja compatível com a maioria das redes de fibra óptica, dispositivos mais robustos e menos caros são necessários para realizar esse método de criptografia fora do laboratório.

No Optica , O jornal da The Optical Society (OSA) para pesquisas de alto impacto, os pesquisadores relatam que a troca segura de chaves quânticas pode ser realizada entre dois dispositivos baseados em chip - medindo apenas 6 x 2 milímetros - potencialmente em uma rede de fibra com links de até 200 quilômetros de comprimento.

"Dispositivos baseados em chip reduzem significativamente a barreira para a absorção generalizada de comunicação protegida por quantum, fornecendo um sistema robusto, plataforma manufaturável em massa, "disse o líder da equipe de pesquisa Henry Semenenko, da Universidade de Bristol, REINO UNIDO. "No futuro, esses dispositivos farão parte de uma conexão doméstica padrão à Internet que mantém nossos dados seguros, independentemente dos avanços na tecnologia de computação. "

Reduzindo o tamanho e as necessidades de energia

Os novos dispositivos de distribuição de chaves quânticas são baseados na mesma tecnologia de semicondutor encontrada em todos os smartphones e computadores. Em vez de fios para guiar eletricidade, eles contêm circuitos altamente complexos que controlam os sinais fotônicos fracos de luz necessários para a distribuição da chave quântica. Os componentes em nanoescala nos chips tornam possível reduzir drasticamente o tamanho e o consumo de energia dos sistemas de comunicação quântica, enquanto mantém o desempenho de alta velocidade vital para as redes modernas.

"Com seus componentes ópticos densamente compactados, nossa plataforma baseada em chip oferece um nível de controle preciso e complexidade não alcançável com alternativas, ", disse Semenenko." Isso permitirá que os usuários acessem uma rede segura com um dispositivo econômico do mesmo tamanho dos roteadores que usamos hoje para acessar a Internet. "

Os pesquisadores projetaram a nova plataforma para facilitar as redes em toda a cidade e reduzir drasticamente o número de conexões necessárias entre os usuários.

"Nossa plataforma permite que usuários individuais se conectem a um nó centralizado que permite a comunicação segura com todos os outros usuários, "disse Semenenko." À medida que as redes quânticas se desenvolvem, o nó centralizado oferecerá uma infraestrutura crucial que, eventualmente, suportará protocolos de comunicação mais complexos. "

Demonstrando os dispositivos

Os pesquisadores demonstraram seus novos dispositivos baseados em chip com um experimento de prova de princípio no qual eles emularam uma rede de fibra de 200 quilômetros nos Laboratórios de Tecnologia de Engenharia Quantum da Universidade de Bristol. Usando dois dispositivos de chip independentes, eles mostraram que as taxas de erro e velocidade eram comparáveis ​​ao estado da arte, componentes comerciais.

"Mostramos que esses dispositivos baseados em chip podem ser usados ​​para produzir efeitos quânticos, mesmo quando os fótons foram gerados por dispositivos diferentes, "disse Semenenko." Isso é vital para redes quânticas, onde cada usuário controlará seus próprios dispositivos que são distribuídos pela cidade. "

Os pesquisadores planejam tornar o sistema mais prático, desenvolvendo hardware específico para aplicativos. Em seguida, eles usarão a rede de fibra óptica existente em torno da cidade de Bristol para criar uma rede metropolitana de demonstração com muitos usuários.