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CORDIS - Resultados de investigaciones de la UE
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Quantum-Optic Silicon as a Commodity: Extending the Trust Continuum till the Edge of ICT Networks

Descripción del proyecto

Generación e intercambio seguros de claves cuánticas en dispositivos conectados en el borde

La computación cuántica realiza cálculos imposibles con los ordenadores clásicos, lo cual permite una enorme potencia de cálculo, pero hace inadecuados los métodos de cifrado convencionales. La distribución cuántica de clave (QKD) utiliza las propiedades únicas de los sistemas mecánicos cuánticos para generar e intercambiar claves de cifrado que solo conocen las partes que comparten la información. Sin embargo, actualmente su complejidad limita su aplicación práctica. El proyecto QOSiLICIOUS, financiado por el Consejo Europeo de Innovación, pretende ofrecer una solución ultracompacta y rentable integrando la generación cuántica de números aleatorios y la QKD monolíticamente en silicio. Se evaluará la generación de claves seguras que permitan el cifrado del tráfico de datos clásico coexistente y el intercambio de claves ópticas en espacio libre de proximidad en interconexiones entre centros de datos, redes de acceso y 6G, así como aplicaciones móviles.

Objetivo

The rapid rise of quantum computation has raised concerns about conventional encryption methods. In response to this emerging threat, quantum key distribution (QKD) offers an information-theoretically secure key exchange. However, its complexity currently hinders its widespread adoption.
QOSiLICIOUS introduces a disruptive “commodity” approach, integrating every element of quantum random number generation (QRNG) and QKD monolithically on silicon. This results in ultra-compact implementations with clear photonic/microelectronic co-integration strategy and excellent cost credentials allowing us to address new QKD markets. A pixel-size (0.01 mm²) QRNG will be realized in 0.18-µm CMOS, including a multi-dot silicon light emitting diode surrounded by a ring-shaped single-photon avalanche detector (SPAD) with co-integrated active quenching. Its true random numbers will feed a QKD transmitter developed on a silicon-photonic BiCMOS platform on a footprint of no more than 1 mm². Simplicity is ensured through a novel GeSi light emitter sourcing a BB84 polarization state encoder. This yields an all-silicon solution free from the burden of complex and costly III-V / silicon hetero-integration. The efforts on QOSiLICIOUS’ QKD transmitter are complemented by surface-normal GeSi SPAD technology for 1550-nm operation at detection efficiencies of 50% under Peltier cooling. The GeSi SPAD will be transferred to the waveguide-based silicon-photonic platform to further yield an integrated QKD receiver including BB84 state analysis.
The applicability of QOSiLICIOUS’ technology to commodity segments will be evaluated in techno-economic challenging scenarios (i) intra-datacenter interconnects, (ii) access and 6G networks and (iii) mobile applications with a close-proximity free-space optical key exchange. Performance evaluation activities will target secure-key generation that enables the encryption of co-existing classical data traffic through fast AES key renewal.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-EIC-2024-PATHFINDEROPEN-01

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Coordinador

AIT AUSTRIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY GMBH
Aportación neta de la UEn
€ 1 041 574,25
Coste total
€ 1 041 574,25

Participantes (4)