Quantum frequency combs on a chip for encrypted communication and fast computation

芯片上的量子频率梳用于加密通信和快速计算

基本信息

项目摘要

The mass network integration of devices and environmental monitors predicted for the near-future by experts, in addition to already rapidly increasing demands on bandwidth, will require technology that can facilitate and enable this social transition: an Internet with perfect security and bandwidth scalability for large amounts of sensitive data (e.g. personal, health, or bank transactions), as well as the high data computing and processing power to handle these "big data." Current technology will soon reach its limit with respect to power consumption, data handling capacity and security, in the end not being able to fulfill these demands. With this three year strategic project we aim to offer an innovative solution to the problems just described, by developing an on-chip "quantum frequency comb," i.e. an electronics-compatible multichannel source of nonclassical states of light on a chip, relying on available industrial fabrication processes and commercial photonics components. The proposed research will allow the university team members from the INRS-EMT and the University of Montreal, in collaboration with their industrial partners (QPS Photronics Inc., OptoElectronic Components Inc.), to lead Canadian and international efforts in seeding unprecedented (in security and speed) data transfers via existing fiber optics infrastructures (known as quantum cryptographic systems) as well as the development of a fundamental cornerstone for a new photonic-based quantum computing technology. The project will address both the issue of bringing the quantum technology "out of the lab" into everyday use, through the miniaturization necessary for achieving widespread use of quantum cryptography. In this context, the scalability of our design and the mature technology associated with integrated waveguide structures is the ideal prerequisite for a successful commercialization through our industrial partners. The new knowledge generated from this project and the training of highly qualified personnel associated to this work will contribute to enhance Canada's global competitiveness in the most advanced high-technology sectors, allowing to grasp the industrial opportunities it missed in the previous digital revolution.
专家们预测,在不久的将来,设备和环境监测器的大规模网络集成, 除了已经迅速增加的带宽需求外,还需要能够促进和 实现这一社会转型:一个具有完美安全性和带宽可扩展性的互联网, 敏感数据(例如个人、健康或银行交易),以及高数据计算和处理 处理这些“大数据”的能力。“目前的技术将很快达到极限, 消费,数据处理能力和安全性,最终无法满足这些需求。与此 三年的战略项目,我们的目标是提供一个创新的解决方案,刚刚描述的问题,通过开发 片上“量子频率梳”,即电子学兼容的非经典多通道源, 芯片上的光状态,依赖于可用的工业制造工艺和商业光子学 件.拟议的研究将允许来自INRS-EMT和 蒙特利尔大学与其工业合作伙伴(QPS Photronics Inc.,光电 Components Inc.),领导加拿大和国际社会在安全和速度方面前所未有的播种努力 通过现有的光纤基础设施(称为量子密码系统)进行数据传输, 为新的光子量子计算技术奠定了基础。的 该项目将解决量子技术“走出实验室”进入日常使用的问题, 通过实现量子密码学的广泛使用所必需的小型化。在这一背景下, 我们设计的可扩展性和与集成波导结构相关的成熟技术是 通过我们的工业合作伙伴成功实现商业化的理想先决条件。新知识 本项目产生的技术和培训与本工作相关的高素质人员将有助于 提高加拿大在最先进的高科技领域的全球竞争力, 它在上一次数字革命中错过的产业机会。

项目成果

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Morandotti, Roberto其他文献

All-fibre phase filters with 1-GHz resolution for high-speed passive optical logic processing.
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Efficient and practical quantum information processing enabled by advanced coherent control of on-chip optical frequency combs
通过片上光学频率梳的先进相干控制实现高效实用的量子信息处理
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Efficient and practical quantum information processing enabled by advanced coherent control of on-chip optical frequency combs
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  • 批准号:
    506504-2017
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