Projektbeschreibung
Siliziumkarbid ermöglicht sichere Quantenkommunikation
Ein Quanten-Internet wird die Kommunikationstechnologiedurch Nutzung der Phänomene der Quantenphysik revolutionieren. Trotz der jüngsten Erfolge bei der Bereitstellung sicherer Quantenkryptografie-Schlüssel stellt das Fehlen von Verstärkern mit Telekommunikationswellenlängen, die auf Quantenebene arbeiten, einen großen Engpass für die Realisierung eines globalen Quantenkommunikationsnetzwerks dar. Mit dem EU-finanzierten Projekt QuanTELCO soll diese Herausforderung überwunden werden. Dafür werden spezifische Spinzentren in Siliziumkarbid, das starke optische Übergänge im Telekommunikations-Q-Band besitzt, genutzt. Diese Quanten-Emitter umfassen zusätzlich elektronische und nukleare Spins, die als Speicher in Quantenverstärkerknoten agieren können. Ein solcher Durchbruch sollte dazu beitragen, robuste, transkontinentale und mit bestehender Infrastruktur kompatible Quanteninformationsverbindungen zu erschaffen, die das Zeitalter der Quantenverschlüsselungskommunikation und des vernetzten Quanteninformatik in Europa einläuten.
Ziel
Quantum communication is a transformative technology that can address our society’s need for secure communication and form the backbone for networks of quantum computers. Despite recent successes in the deployment of secure quantum cryptographic keys, the unavailability of telecom-wavelength repeaters operating at the quantum level presents a major bottleneck towards a global-scale quantum communication network.
QuanTELCO will overcome this bottleneck by employing a radically transformative approach based on telecom-wavelength spin centres in silicon carbide, recently discovered by our consortium. These centres uniquely possess strong optical transitions in the telecom O-band (1260-1360 nm), in a material widely used by the micro-electronics industry. QuanTELCO will exploit a mature material platform (silicon carbide), fully compatible with standard industrial micro-electronic fabrication processes. The quantum emitters employed in QuanTELCO have optical cross sections that are orders of magnitude greater than many currently leading candidates. Their emission wavelength allows direct, low-loss propagation in existing telecom networks without the detrimental losses caused by wavelength conversion. These emitters host electronic and nuclear spins which can act as memories in quantum repeater nodes. QuanTELCO will leverage these properties to demonstrate all key elements of quantum networking. We will furthermore perform preparatory tests on existing, international telecom structure and will benchmark the spin-photon entanglement across urban-scale fibre links.
QuanTELCO will distil the project results to deliver a roadmap for commercial deployment based on real-world, actionable insight.
This platform will provide the breakthrough required for the creation of robust, transcontinental quantum information links, compatible with existing infrastructure, thereby ushering in the era of physically secure encryption and networked quantum computation across Europe.
Wissenschaftliches Gebiet
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistryinorganic compounds
- engineering and technologyelectrical engineering, electronic engineering, information engineeringelectronic engineeringcomputer hardwarequantum computers
- natural sciencesphysical scienceselectromagnetism and electronicsmicroelectronics
- natural scienceschemical sciencesinorganic chemistrymetalloids
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenUnterauftrag
H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
1010 Wien
Österreich