Deutsche Wissenschaftler schaffen Siliziumchips, die Photonen emittieren können

Im Zeitalter der universellen Computerisierung und Digitalisierung ist die Übertragung vertraulicher Daten ein echtes Problem. Die moderne Quantenkryptographie kann 100% ige Sicherheit gewährleisten. Es war jedoch fast unmöglich, es mit vorhandenen Technologien zu kombinieren.

Ein Forscherteam aus Deutschland hat jedoch eine einzelne Infrarot-Photonenquelle auf Siliziumbasis konstruiert, die ungefähr 100.000 Photonen pro Sekunde erzeugen kann.

Diese Entwicklung ermöglicht die Kombination der Quantenkryptographie mit vorhandenen Siliziumtechnologien.

Was ist Quantenkryptographie?

Zunächst möchte ich einige Worte zur Quantenkryptographie sagen. Daher ist die Quantenschlüsselverteilung derzeit eine 100% sichere Methode zum Austausch geheimer Schlüssel zwischen zwei Benutzern. Schließlich basiert das gesamte Prinzip dieses Systems auf den Hauptgesetzen der Quantenwelt.

Wenn ein Dritter versucht, den übertragenen Schlüssel zu stehlen, muss er schließlich eine Messung durchführen. Der Messprozess selbst wird also sicherlich Anomalien in den Schlüssel einbringen. Und diese Anomalien werden von den legitimen Programmteilnehmern sofort erkannt.

Das heißt, autorisierte Teilnehmer an der Übertragung können offenlegen und einfach überprüfen, ob niemand außer ihnen den Schlüssel gemessen hat.

Die meisten Quantensicherheitsprotokolle basieren auf der Einzelphotonentransmission. Dies ist die Hauptbedingung für die Geheimhaltung.

Vor der Entwicklung deutscher Wissenschaftler waren die Quellen für einzelne Photonen jedoch sehr komplexe Geräte, die mit modernen elektronischen Geräten schlecht kompatibel waren.

Entwicklung eines neuen Siliziumchips

Wissenschaftliche Gruppe aus dem Zentrum. Helmholtz Dresden-Rosendolph und die Technische Universität Dresden haben das System in zahlreichen Experimenten erhalten Erzeugung von Einzelphotonen, wobei ein Siliziumchip als Grundlage genommen wurde (praktisch alle modern Elektronik).

Dies wurde möglich, nachdem Ingenieure Kohlenstoffatome mit einem Beschleuniger in Silizium eingebracht hatten. Während dieses Prozesses bildete ein Paar Kohlenstoffatome zusammen mit einem Siliziumatom ein synthetisches Atom, das Photonen im Infrarotbereich mit einer Wellenlänge von 1,3 Mikrometern emittieren konnte.

In diesem Fall sind die vom Chip erzeugten Photonen perfekt entlang der Glasfaser verteilt.

Es stellte sich heraus, dass die Laborprobe etwa 100.000 Einzelphotonen pro Sekunde erzeugen konnte. Damit dieses System voll funktionsfähig ist, muss es auf eine Temperatur von 4 Kelvin abgekühlt werden.

Was sind die Aussichten für Erfindungen

Tatsächlich ist diese Entwicklung schwer zu überschätzen. Schließlich können bestehende Technologien auf Siliziumbasis sozusagen mit völlig neuen Entwicklungen "zusammengeführt" werden.

Das heißt, die sogenannten Quantenprozessoren, Repeater und Sensoren, die auf gutem alten Silizium basieren, werden vielleicht bald erscheinen.

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