Квантовая криптография на стекле: 3D-фотонный чип без дорогих фабрик

Практическая квантовая связь упиралась не только в физику, но и в “железо”: дорогие платформы, нестабильность и сложная интеграция с оптоволокном. В новом эксперименте исследователи показали альтернативу кремнию — приёмник квантовых сигналов, созданный внутри боросиликатного стекла методом фемтосекундной лазерной записи. Лазер формирует внутри материала полноценную трёхмерную фотонную схему: волноводы, ответвители, термооптические элементы. В отличие от многих кремниевых решений, стекло практически не реагирует на поляризацию, химически инертно и устойчиво к температурным дрейфам — это напрямую влияет на надёжность измерений квантовых состояний света. Получившийся прототип показал низкие потери порядка 1 дБ, а также стабильную работу не менее 8 часов. Плюс — совместимость со стандартными телеком-волокнами, что важно для внедрения в реальную инфраструктуру. На чипе продемонстрировали два прикладных сценария: квантовый генератор случайных чисел со скоростью 42,7 Гбит/с и CV-QKD, где в смоделированном канале 9,3 км достигли 3,2 Мбит/с секретного ключа. Ключевая мысль: лазерная запись в стекле может снизить порог входа и ускорить путь от лаборатории к серийным решениям защищённой оптической связи.