Ключевая технология квантовой безопасности целиком встроена в микросхему
Toshiba Europe объявила о создании первой в мире системы на чипе для распределения квантовых ключей (Quantum Key Distribution (QKD). Как утверждает компания, это достижение сделает возможным применение технологий квантовой безопасности, защищённых от атак суперкомпьютеров будущих поколений, в самом широком диапазоне сценариев, включая решения для «последней мили» и Интернета вещей (IoT).
Подробности опубликованы в журнале Nature Photonics.
Миниатюризация оптических схем, используемых для QKD и генераторов квантовых случайных чисел (QRNG), и интеграция в крошечные полупроводниковые микросхемы делает их не только намного меньше и легче, чем оптоволоконные аналоги, но и позволяет уменьшить энергопотребление.
Особенно важно, что подобные квантовые устройства можно изготавливать в больших количествах параллельно, на одной полупроводниковой пластине с использованием стандартных технологий полупроводниковой индустрии. Например, чипы квантового передатчика, разработанные Toshiba, имеют габариты всего 2×6 мм, поэтому из одной пластины получается сразу несколько сотен таких устройств.
Прогнозируется, что мировой рынок QKD вырастет примерно до 20 млрд долл. в 2035 финансовом году. В настоящее время в Европе и Юго-Восточной Азии строятся крупные оптоволоконные сети с квантовой защитой, и существуют планы по запуску спутников, которые могут расширить эти сети до глобального уровня.
В октябре 2020 года Toshiba выпустила два продукта для оптоволоконного QKD, построенные на дискретных оптических компонентах. Совместно с партнёрами по проекту Toshiba развернула квантово-защищённые городские сети и магистральные оптоволоконные линии на большие расстояния в Великобритании, Европе, США и Японии.
«Уже более двух десятилетий Toshiba инвестирует в исследования и разработки квантовых технологий в Великобритании. Это последнее достижение очень важно, так как оно позволит нам производить и поставлять QKD в гораздо больших масштабах. Это важная веха на пути к нашему видению построения платформы квантово-защищённых коммуникаций, основанной на повсеместных квантовых устройствах безопасности», — комментирует Таро Шимада (Taro Shimada), старший вице-президент и директор по цифровым технологиям корпорации Toshiba.