Будущее ближе,чем кажется: неизвестный Эрбий открывает путь к квантовому интернету

В рамках международного проекта EQUAL (Erbium Quantum Light Sources), стартовавшего весной 2025 года, исследователи из Центра Гельмгольца Дрезден-Россендорф, а также их коллеги из Дании и Германии, разрабатывают квантовые источники света на основе эрбия и кремния.

Проект получил щедрое финансирование от Инновационного фонда Дании — 40 миллионов датских крон, что эквивалентно примерно 5,3 миллиона евро.

Проект EQUAL — это также пример успешного научного сотрудничества между Германией и Данией в контексте европейской гонки за технологическим лидерством в области квантовых коммуникаций. В ближайшие годы такая работа может привести к созданию первых прототипов квантового интернета, обеспечивающего абсолютную защиту данных и мгновенную синхронизацию на дальние расстояния.

Почему эрбий?

Эрбий — это редкоземельный металл, обладающий уникальной особенностью: его излучение лежит в диапазоне длин волн, совпадающем с рабочими частотами существующих оптоволоконных систем связи (около 1,5 мкм). Это делает его идеальным кандидатом для создания квантовых источников света, которые смогут работать в уже развернутой телекоммуникационной инфраструктуре.

Хотя взаимодействие эрбия со светом не столь интенсивно, как у некоторых других материалов, его преимущества — совместимость с квантовой памятью и фотонными линиями связи — делают его крайне перспективным.

Технологическая архитектура

Проект EQUAL фокусируется на интеграции нескольких передовых технологий:

1. Нанофотонные кремниевые микросхемы, на которые будут внедряться атомы эрбия;
2. Наномеханика и литография для прецизионной настройки параметров устройств;
3. Ионная имплантация, применяемая для точного размещения атомов в структуре;
4. Исследование высокочистого кремния, чтобы свести к минимуму шум и потери в квантовых приборах.

Цель — создать источники одиночных фотонов, которые смогут эффективно взаимодействовать с квантовыми регистрами и использоваться для построения распределённых квантовых сетей и защищённой связи.