Huvud författare, Phil Sibson i labbet. Kredit:University of Bristol
Förvrängda och outläsbara meddelanden är ryggraden i internet som vi känner det.
Komplex kryptering skyddar våra bankkonton och identiteter från bedrägerier, så att vi säkert kan köpa och sälja online utan att någonsin lämna bekvämligheten i våra vardagsrum.
Men den potentiella introduktionen av ultrakraftiga kvantdatorer gör vår personliga information sårbar för direkta attacker.
Nu har forskare vid University of Bristols Quantum Engineering Technology Labs (QETLabs) utvecklat små mikrochipkretsar som utnyttjar kvantmekanikens konstiga värld och ger en säkerhetsnivå som förstärks av kvantfysikens lagar.
Dessa enheter distribuerar kryptografiska nycklar med hjälp av kvantegenskaperna för intrassling, superposition och den absoluta slumpmässighet som kvantbeteende ger, som inte kan reproduceras på något annat sätt.
Huvudutredaren professor Mark Thompson sa:"Systemet vi har utvecklat gör att information kan utbytas med hjälp av enstaka fotoner av ljus i ett kvanttillstånd.
"Om en avlyssning hackar din överföring, de kommer att kollapsa de sköra kvanttillstånden och systemet kommer omedelbart att varna dig om deras närvaro och avsluta överföringen. "
Silicon render - Quantum Key Distribution between silicon chips. Kredit:University of Bristol
Detta jobb, publicerad i februarinumret av Naturkommunikation , har visat världens första chip-till-chip-kvantsäkrade kommunikationssystem, använder mikrochipkretsar bara några millimeter i storlek.
Detta internationella samarbete, inklusive forskare från Bristol, Glasgow och NiCT i Japan, använde kommersiella halvledartillverkare för att tillverka sina enheter - på ungefär samma sätt som Intel -mönsterkisel för att göra de senaste centrala processorenheterna (CPU:erna).
Dock, istället för att använda elektricitet använde dessa miniatyriserade enheter ljus för att koda information på enstaka fotonnivå, tillhandahålla krypteringsnycklar med obegränsad livslängd.
Huvudförfattaren Philip Sibson, tillade:"Vår forskning öppnar vägen för många applikationer som har, tills nu, varit omöjlig.
"Tekniken är miniatyriserad för handhållna enheter, har förbättrad funktionalitet för telekommunikationsnät, och använder kostnadseffektiv tillverkning för att implementera kvantnyckeldistributionsteknik på ett praktiskt sätt i hemmet. "
Bristol -teamet har fortsatt att utveckla denna teknik, visar en innovativ design som möjliggör samma funktionalitet i en komplementär metalloxid-halvledare (CMOS) kompatibel process, visas i februarinumret av Optica .
Chipbaserad render - Indiumfosfid QKD -sändare. Kredit:University of Bristol
Medan de första enheterna använde ett dyrare och mer komplext tillverkningssätt, dessa nästa generations enheter är tillverkade i standardkisel, banar väg för direkt integration med mikroelektroniska kretsar.
Detta kommer i slutändan att leda till integration i elektriska enheter varje dag, som bärbara datorer och mobiltelefoner.
Dr Chris Erven förklarade:"Som en del av UK Quantum Communications Hub, vi håller på att distribuera dessa enheter i hjärtat av Bristol City fiberoptiska nätverk, så att vi kan testa dessa ultrasäkra kommunikationssystem i verkliga scenarier. "
