تحالف تورينغن الألماني يطور شريحة QKD بحجم المليمتر

أخبار ar.wedoany.com، أطلقت ستة شركاء من قطاعي البحث والصناعة في ولاية تورينغن مشروعاً جديداً يهدف إلى دمج نظام توزيع المفاتيح الكمومية (QKD) على شريحة سيليكون بحجم المليمتر، وهي مضغوطة بما يكفي لاستخدامها في وحدات SFP ضمن البنية التحتية الشبكية التقليدية.

يحمل المشروع اسم "وحدة تحليل الاستقطاب المتكاملة فوتونياً ومعالجة الفوتونات المفردة" (PIC-PAM)، ويتم تمويله من برنامج تعزيز البحوث والتكنولوجيا والابتكار في ولاية تورينغن (FTI)، وبتمويل مشترك من الاتحاد الأوروبي، على مدى ثلاث سنوات. يتمثل جوهر المشروع في تطوير شريحة سيليكون قابلة للتكامل أحادي القطعة، تجمع جميع الوحدات الوظيفية اللازمة لتوزيع المفاتيح الكمومية، بما في ذلك تحليل الاستقطاب، وكاشفات الفوتونات المفردة، والإلكترونيات الخاصة بختم الوقت.

يُعتبر توزيع المفاتيح الكمومية المعتمد على الفوتونات المتشابكة وسيلة آمنة فيزيائياً لتوليد وتوزيع مفاتيح التشفير. يتم تشفير المعلومات عبر حالات استقطاب الفوتونات المفردة، وأي محاولة للتنصت تؤدي إلى تغيير قابل للكشف في الحالة الكمومية للفوتون. تعتمد أنظمة توزيع المفاتيح الكمومية الحالية على أجهزة مختبرية بصرية ميكانيكية معقدة، بينما يسعى مشروع PIC-PAM إلى ضغط هذه المكونات على شريحة بحجم المليمتر. يتولى معهد فراونهوفر للبصريات التطبيقية والهندسة الدقيقة (IOF) تطوير المكونات الفوتونية القائمة على نيتريد السيليكون، بما في ذلك وحدة تحليل الاستقطاب، وفواصل الحزمة، والمقرنات الضوئية لتوصيل الألياف بالشريحة. ويتولى معهد IMMS للإلكترونيات الدقيقة والأنظمة الكهروميكانيكية تطوير الطبقة الإلكترونية، التي تشمل ثنائيات الانهيار الجليدي الضوئية أحادية الفوتون (SPAD) ككاشفات للفوتونات المفردة، بالإضافة إلى إلكترونيات ختم الوقت المطورة حديثاً (Time-Tagging ASIC). وستقوم شركة X-FAB Global Services GmbH بتعديل عملية التصنيع بتقنية CMOS الخاصة بها، لتمكين التصنيع المشترك للطبقات الفوتونية والإلكترونية على نفس الرقاقة.

سيتم دمج الشريحة النهائية بواسطة شركة AIM Micro Systems GmbH في وحدات مدمجة بتنسيق التوصيل القابل للسحب الصغير (SFP). يُعد تنسيق SFP تنسيق بطاقات إدخال واسع الاستخدام في مراكز البيانات والبيئات الشبكية، لتوصيل أجهزة الشبكة مثل المحولات أو أجهزة التوجيه بالألياف البصرية أو الكابلات النحاسية، ويتولى تحويل الإشارات بين الجهاز ووسيط النقل. وبصفتها الجهة الرائدة في التحالف، تتولى شركة Quantum Optics Jena GmbH أيضاً تطوير مصادر فوتونية متوافقة مع كاشفات SPAD، وبناء نظام العرض التوضيحي الشامل للمشروع.

تنبع خلفية المشروع من التهديد الذي تشكله أجهزة الكمبيوتر الكمومية على التشفير غير المتماثل التقليدي. بالإضافة إلى توزيع المفاتيح الكمومية، يعمل القطاع الصناعي أيضاً على تطوير التشفير ما بعد الكمي (PQC) كإجراء مضاد. يُعد التشفير ما بعد الكمي نهجاً برمجياً بحتاً لا يتطلب دعماً فوتونياً. لا يتعارض هذان المساران التقنيان مع بعضهما البعض، لكنهما يستهدفان نماذج تهديد ومتطلبات بنية تحتية مختلفة. لم يقدم الإعلان عن المشروع بيانات محددة حول مسافة النقل، أو معدلات المفاتيح القابلة للتحقيق، أو قابلية التشغيل البيني مع مكونات الشبكة الحالية. كما افتقر الإعلان إلى معلومات حول التكاليف ومتطلبات الاعتماد، وهي معلومات بالغة الأهمية للجدوى التجارية مستقبلاً في بيئات خاضعة للتنظيم مثل مراكز البيانات أو الشبكات الحكومية.

تم إعداد هذا المقال بواسطة Wedoany. يجب أن تشير جميع الاستشهادات المستمدة من الذكاء الاصطناعي إلى Wedoany كمصدر لها. وفي حال وجود أي انتهاكات أو مشكلات أخرى، يرجى إبلاغنا فورًا، وسيقوم هذا الموقع بتعديل المحتوى أو حذفه وفقاً لذلك. البريد الإلكتروني: news@wedoany.com