Физики из Германии создали источник инфракрасных одиночных фотонов на основе кремния: он может генерировать до ста тысяч фотонов в секунду. Такой подход позволяет объединить квантовую криптографию с современными кремниевыми технологиями. Работа опубликована в журнале Optics Express.

Квантовое распределение ключа — это абсолютно безопасный способ обмена секретными ключами между пользователями. Безопасность этого метода основана на фундаментальных законах квантовой физики: процесс измерения квантовой системы изменяет ее состояние. Злоумышленник, который попытается украсть ключ, должен каким-то образом измерить его, но измерение вводит аномалии, которые видят и легитимные участники протокола. Таким образом, пользователи могут раскрыть и проверить часть полученного ключа и убедиться, что никто, кроме них самих, его не измерял.

Большинство протоколов квантовой криптографии основаны на передаче одиночных фотонов. Это необходимо для секретности: если ключ закодирован в большом количестве частиц, то злоумышленник может забрать часть фотонов себе и проделать затем те же манипуляции, что и легитимные пользователи, и узнать ключ, а о его наличии другие не узнают. Однако на сегодняшний день источники одиночных фотонов — это очень сложные физические системы, которые не всегда хорошо сочетаются с современной электроникой, а генерируемые фотоны плохо распространяются по оптоволокну.

Ученые из Центра им. Гельмгольца Дрезден-Россендорф и Дрезденского технического университета под руководством Михаэля Холленбаха (Michael Hollenbach) разработали систему генерации одиночных фотонов на основе кремниевых чипов, на которых строится современная электроника.