Fotonien paritanssia:
Ainutlaatuinen kvanttiteknologinen ratkaisu parantaa tulevaisuuden tietoverkkojen turvallisuutta
Kvanttiteknologia ja sen sovellukset ovat murrosvaiheessa. Tarve siirtää kvantti-informaatiota eri laitteiden välillä kasvaa nopeasti, kun kvanttisensorit ja -tietokoneet kehittyvät. Hanke luo uusia, parempia lähteitä lomittuneille valokvanteille eli fotonipareille, jotka toimivat kvantti-informaation siirtämisen ja salauksen perustana.
Lomittuminen on kvanttimekaniikan keskeisin – ja samalla vaikein – käsite. Se tarkoittaa eripaikkaisten fotonien sidonnaisuutta toisiinsa riippumatta välimatkasta. Tämä ominaisuus on myös kvanttitietokoneiden valtavan tehon takana.
Nykyiset lomittuneiden fotonien lähteet ovat suuria, kalliita, kömpelöitä ja himmeitä. Lomittuneita fotoneja tuotetaan yleensä epälineaarisella optiikalla, joka tuottaa niitä suhteellisen hitaasti ja satunnaisella ajoituksella. Se ei riitä tulevaisuuden kvanttisovelluksille.
Hanke kehittää lomittuneille fotoneille kompaktin, kirkkaan ja tarkan lähteen, joka soveltuu kvantti-informaation siirtoon. LED-valolähteemme kykenee tuottamaan kertaluokkaa enemmän lomittuneita fotonipareja kuin tähänastiset laitteet. Tämä auttaa kvantti-internetin salauksen tehokkaassa toteutuksessa, mikä lisää tulevaisuuden tietoverkkojen turvallisuutta. Samalla myös hajautetun kvanttilaskennan mahdollisuudet kasvavat.
Kehitettävä kvanttivalolähde käyttää hyödyksi modernia materiaalitekniikkaa, jossa puolijohtavia ja metallisia kerroksia voidaan liittää toisiinsa kerros kerrokselta atomitasolla. Tämä valolähde ja sen ainutlaatuinen teknologinen ratkaisu tarjoavat huomattavia spin-off-mahdollisuuksia suomalaiselle teknologiateollisuudelle uudella, kehittyvällä markkinasektorilla.
Hankkeen johtaja: professori Pertti Hakonen
Organisaatio: Aalto-yliopisto
Myönnetty rahoitus: 500 000 euroa