Эрбий против хакеров: редкоземельный металл на страже безопасности интернета

Фото из открытых источников

Редкоземельный элемент эрбий может стать основой для создания неуязвимых квантовых сетей, сообщает издание Innovanews со ссылкой на исследование международной группы ученых. В проекте EQUAL, стартовавшем в мае 2025 года, объединились специалисты из Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф (HZDR) и Технического университета Дании (DTU). Их цель — разработка новых квантовых источников света для масштабируемых сетей передачи данных, которые обеспечат абсолютную защиту информации от кибератак.

По словам координатора проекта, профессора Сёрена Стовбе из DTU, команде предстоит решить одну из самых сложных задач современной науки — интеграцию квантовых источников света с квантовой памятью. Он отмечает, что еще недавно подобная задача казалась невозможной, однако сейчас исследователи уверены в реальности поставленных целей. В рамках проекта ученые планируют объединить нанофотонные чипы, разработанные в DTU, с передовыми технологиями в области материаловедения, наномеханики, литографии и квантовых систем.

Современные квантовые источники света либо не совместимы с квантовой памятью, либо не подходят для использования в существующих оптоволоконных сетях. Эрбий выделяется среди других элементов тем, что его излучение совпадает с длинами волн, применяемыми в телекоммуникациях. Однако основной проблемой остается слабое взаимодействие эрбия со светом, что ограничивает его применение. Специалисты DTU предложили нанофотонные решения, которые позволят значительно усилить это взаимодействие.

Доктор Йондер Беренсен, ведущий исследователь из Института физики ионных пучков и исследования материалов HZDR, рассказал, что его команда будет внедрять атомы эрбия в микроскопические структуры на основе кремния с помощью ионно-лучевых технологий. Он подчеркнул, что использование сверхчистого кремния способно существенно улучшить свойства квантовых устройств, делая их совместимыми с современной электронной инфраструктурой.

"Это станет фундаментом для создания квантовых систем, которые смогут работать на базе существующих технологий", — отметил Беренсен.

В случае успеха проект EQUAL откроет возможности для создания полностью защищенных каналов связи, которые невозможно перехватить или взломать незаметно. Кроме того, квантовые компьютеры, объединенные в такие сети, смогут решать задачи, недоступные даже самым мощным классическим вычислительным системам. Еще одним преимуществом станет использование кремния и стандартных длин волн, что облегчит интеграцию новых технологий в существующую телекоммуникационную инфраструктуру.

Однако перед исследователями стоят серьезные вызовы. Для успешной интеграции квантовых источников света и памяти требуется не только технологический прорыв, но и высочайшая точность на атомном уровне. Малейшие дефекты в структуре кремния могут негативно сказаться на квантовых свойствах эрбия. Кроме того, ученым предстоит выяснить, возможно ли масштабировать новую технологию до промышленного уровня.