InQKD (Integrated Quant µm Key Distribution) ist ein 18-monatiges Forschungsprojekt unter der Leitung von Alter Technology TUV Nord UK Ltd in Zusammenarbeit mit Covesion Ltd und dem Institut für Photonik der Leibniz Universität Hannover. Das Projekt, das im November 2024 startete und von Innovate UK mit 390.000 £ gefördert wird, hat zum Ziel, die kommerzielle Realisierbarkeit von quantensicheren µm -Kommunikationstechnologien durch die Bereitstellung einer skalierbaren Quelle verschränkter Photonen für die frequenzbin-basierte quantensichere µm Schlüsselverteilung (QKD) zu beschleunigen.
Mit dem Ziel, eine kompakte, robuste und kostengünstige µm -Lichtquelle zu entwickeln, die eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung hochsicherer Kommunikation spielen wird, konzentriert sich das InQKD-Projekt insbesondere auf Anwendungen mit geringem SWAP-C (Größe, Gewicht, Stromverbrauch und Kosten) und Plug-and-Play-Kompatibilität mit der bestehenden Telekommunikationsinfrastruktur.
Die Quantenschlüsselverteilung ( µm stellt einen Paradigmenwechsel in der Datensicherheit dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verschlüsselungsmethoden ist QKD dank der fundamentalen Eigenschaften der µm inhärent resistent gegen Cyberangriffe, selbst solche, die von zukünftigen µm ausgehen. Durch die Verwendung verschränkter Photonen zur Verteilung der Verschlüsselungsschlüssel können QKD-Systeme jeden Abhörversuch erkennen und so die vollständige Vertraulichkeit der Daten gewährleisten.
Die Anwendungen von QKD erstrecken sich übercto, in denen Datensicherheit höchste Priorität hat, darunter Finanzen, Gesundheitswesen, Verteidigung, autonome Transportsysteme und nationale Infrastruktur. Die breite Einführung von QKD wurde jedoch durch den Mangel an zuverlässigen, kompakten Quellen verschränkter Photonen behindert, die in großem Maßstab hergestellt und in bestehende Netzwerke integriert werden können.
Das InQKD-Projekt widmet sich dieser Herausforderung direkt.
Die Kerninnovation von InQKD ist die Nutzung der spontanen parametrischen Abwärtskonversion (SPDC) mit einem Covesion-Wellenleiter zur Erzeugung verschränkter Photonenpaare bei 1550 nm, einer optimalen Wellenlänge für faserbasierte Kommunikationsnetze. Dieses Verfahren wandelt einfallendes Laserlicht mit einer Wellenlänge von 775 nm mithilfe speziell entwickelter, nichtlinearer optischer Komponenten, die auf hohe Effizienz und Stabilität ausgelegt sind, in verschränkte Paare um.
Das InQKD-Projekt vereint ein fertigungsorientiertes Konsortium µm das ein marktreifes Produkt entwickeln kann. Alter Technology UK leitet die Initiative und treibt die Kommerzialisierung des Produkts voran. Covesion steuert wichtiges Komponenten-Know-how im Bereich nichtlinearer Kristalle bei, während die Leibniz Universität Hannover umfassende Forschungskompetenz in integrierter µm im Mikrometerbereich einbringt. Gemeinsam wollen die Partner eine bahnbrechende, kostengünstige Quelle verschränkter Photonen mit direkter Marktrelevanz schaffen. Durch die Priorisierung von Fertigungstauglichkeit und modularer Integration bietet InQKD eine robuste, fasergekoppelte Frequenzbin-Verschränkungsquelle, die in der Telekommunikation, in sicheren Rechenzentren und in der nationalen Sicherheitsinfrastruktur eingesetzt werden kann.
Weitere Kommerzialisierungsmöglichkeiten des InQKD-Projekts umfassen die Bereitstellung einer funktionalen Testumgebung für Frequenzbin-QKD-Systeme, die eine praktische Validierung und Demonstration ermöglicht. Darüber hinaus werden kundenspezifische, nichtlineare SPDC-Komponenten und robuste, einsetzbare QKD-Module für den realen Einsatz entwickelt. Das Projekt etabliert außerdem hybride photonische Gehäuseverfahren, die für die nächste Generation photonischer Bauelemente in einer Vielzahl industrieller Anwendungen unerlässlich sind.
Angesichts der bevorstehenden Einführung von µm im Mikrometerbereich ist die Notwendigkeit, die Kommunikationsinfrastruktur abzusichern, dringender denn je. Das Nationale Institut für Standards und Technologie (NIST) hat bereits mit der Definition kryptografischer Standards für die Zeit nach der µm begonnen, und Regierungen weltweit investieren massiv in die Resilienz von µm im Mikrometerbereich. Das InQKD-Projekt greift diese Entwicklung auf und treibt hardwarebasierte Sicherheitslösungen für µm im µm voran. Es unterstützt die strategische Vision Großbritanniens, eine weltweit führende Rolle in µm einzunehmen und neues geistiges Eigentum, Lieferkettenkapazitäten und exportfähige Produkte zu schaffen. Indem InQKD sowohl die technologischen als auch die kommerziellen Herausforderungen der Skalierung von QKD angeht, stellt es einen bedeutenden Fortschritt auf dem Weg zu praktischen, sicheren µm dar.
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