de.wedoany.com-Bericht: Das PIQCS-Projekt (Photonische Integrierte Quanten-Kryptographiesysteme) wurde kürzlich gestartet, federführend ist der italienische Quantenhardware-Hersteller ThinkQuantum S.r.l., ein Unternehmen der Luft- und Raumfahrtfirma Officina Stellare S.p.A. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Universität Padua über einen Zeitraum von fünf Jahren durchgeführt und erhält 4,3 Millionen Euro vom italienischen Ministerium für Universität und Forschung (MUR) über den Italienischen Angewandten Wissenschaftsfonds (FISA). Der Hardware-Ingenieur Marco Avesani koordiniert die Forschungs- und Entwicklungsabläufe mit dem Ziel, makroskopische diskrete Quantenkommunikations-Subsysteme auf kompakte, massenproduzierbare photonische integrierte Chips zu übertragen, sodass die Quantenschlüsselverteilung nicht mehr auf kontrollierte Laborumgebungen beschränkt ist, sondern in Standardnetzwerkknoten eingesetzt werden kann.
PIQCS konzentriert sich auf die Miniaturisierung von Volumenoptikkomponenten, die traditionell auf teure diskrete Laser, Modulatoren und Mehrfach-Port-Wellenplatten in Rack-Gehäusen angewiesen sind. Das Projekt nutzt die integrierte Photonik, um aktive Quantenoptik direkt auf Wafer-Substrate zu ätzen und den Quantenschlüsselverteilungs-Sender (QKD) mit dem Hardware-Kern für die Quanten-Zufallszahlengenerierung (QRNG) in einer einzigen Chip-Architektur zu integrieren. Dieses Design vereinfacht den Herstellungsprozess, verbessert die thermische und Phasenstabilität und reduziert den Stromverbrauch erheblich. Die resultierenden kompakten Hochleistungs-Hardwaremodule können in Standard-PCIe-Karten oder miniaturisierte Telekommunikations-Blades integriert werden, was den Einsatz in vorhandenen Routern, kommerziellen Rechenzentrumsracks und Edge-Supercomputing-Zentren erleichtert.
Die Umsetzung des Projekts entspricht der allgemeinen regulatorischen Ausrichtung der EU, insbesondere den Technologietransferzielen des Europäischen Chip-Gesetzes und der paneuropäischen sicheren Kommunikationsmission EuroQCI (Europäische Quantenkommunikations-Infrastruktur). PIQCS beabsichtigt, ein vollständiges nationales System der quantenresistenten Mikroelektronik von Design über Tests bis zur Verifizierung aufzubauen, um den technischen Sicherheitsrisiken durch Post-Quanten-Entschlüsselung zu begegnen und gleichzeitig den Kreislauf der regionalen Halbleiterfertigung zu gewährleisten. Die entwickelten kompakten Formfaktoren können auch die strengen strukturellen und mechanischen Anforderungen von Luft- und Raumfahrtanwendungen erfüllen und bieten einen praktikablen Weg, um dieselbe Chip-Topologie sowohl in terrestrischen Glasfasernetzen als auch in laserbasierten Satellitenkonstellationen in niedrigen Erdumlaufbahnen einzusetzen.
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