Vervormde en niet te ontcijferen berichten vormen de ruggengraat van het internet zoals wij dat kennen.

Complexe cryptografie beschermt onze bankrekeningen en identiteiten tegen fraude, waardoor we veilig online kunnen kopen en verkopen zonder ooit het comfort van onze woonkamers te verlaten.

Maar de mogelijke introductie van ultrakrachtige kwantumcomputers maakt onze persoonlijke informatie kwetsbaar voor directe aanvallen.

Nu hebben onderzoekers van de Quantum Engineering Technology Labs (QETLabs) van de Universiteit van Bristol kleine microchipcircuits ontwikkeld die de vreemde wereld van de kwantummechanica uitbuiten en een beveiligingsniveau bieden dat wordt verbeterd door de wetten van de kwantumfysica.

Deze apparaten distribueren cryptografische sleutels met behulp van de kwantumeigenschappen van verstrengeling, superpositie en de absolute willekeur door kwantumgedrag, die op geen enkele andere manier reproduceerbaar is.

Hoofdonderzoeker professor Mark Thompson zei:"Met het systeem dat we hebben ontwikkeld, kan informatie worden uitgewisseld met behulp van enkele fotonen van licht in een kwantumtoestand.

"Als een afluisteraar uw uitzending hackt, ze zullen de fragiele kwantumtoestanden doen instorten en het systeem zal je onmiddellijk waarschuwen voor hun aanwezigheid en de transmissie beëindigen."

Dit werk, gepubliceerd in het februarinummer van Natuurcommunicatie , heeft 's werelds eerste chip-to-chip quantum beveiligde communicatiesysteem gedemonstreerd, met behulp van microchipcircuits van slechts enkele millimeters groot.

Deze internationale samenwerking, waaronder onderzoekers uit Bristol, Glasgow en NiCT in Japan, gebruikten commerciële fabrikanten van halfgeleiderchips om hun apparaten te maken - op vrijwel dezelfde manier als Intel-patroonsilicium om de nieuwste centrale verwerkingseenheden (CPU's) te maken.

Echter, in plaats van elektriciteit te gebruiken, gebruikten deze geminiaturiseerde apparaten licht om informatie op het enkele fotonniveau te coderen, het verstrekken van coderingssleutels met een onbeperkte levensduur.

Hoofdauteur Philip Sibson, toegevoegd:"Ons onderzoek opent de weg naar veel toepassingen die tot nu, onhaalbaar geweest.

"De technologie is geminiaturiseerd voor draagbare apparaten, heeft verbeterde functionaliteit voor telecommunicatienetwerken, en maakt gebruik van kosteneffectieve productie om op een haalbare manier quantum key-distributietechnologie in huis in te zetten."

Het Bristol-team is doorgegaan met de ontwikkeling van deze technologie, demonstreren van een innovatief ontwerp dat dezelfde functionaliteit mogelijk maakt in een complementair proces dat compatibel is met metaaloxide-halfgeleider (CMOS), verschijnt in het februarinummer van optiek .

Terwijl de eerste apparaten een duurdere en complexere productiemethode gebruikten, deze volgende generatie apparaten zijn vervaardigd in standaard silicium, de weg vrijmaakt voor directe integratie met micro-elektronische schakelingen.

Dit zal uiteindelijk leiden tot integratie in alledaagse elektrische apparaten, zoals laptops en mobiele telefoons.

Dr. Chris Erven legde uit:"Als onderdeel van de Britse Quantum Communications Hub, we zijn bezig met het inzetten van deze apparaten in het hart van het glasvezelnetwerk van Bristol City, waardoor we deze ultraveilige communicatiesystemen kunnen testen in realistische scenario's."