Wetenschappers van de Heriot-Watt University hebben zescijferige financiering van Innovate-UK binnengehaald voor een project onder leiding van BT om praktische zender- en ontvangermodules voor kwantumsleuteldistributie (QKD) te ontwikkelen voor terrestrische toepassingen op korte afstand.
De technologie zal een centraal onderdeel vormen in een eerste proef ter wereld van end-to-end kwantumbeveiligde communicatie voor 5G en verbonden auto's.
Het werk van Heriot-Watt zal BT en zijn andere projectpartners ondersteunen om voor het eerst vaste glasvezel- en vrije-ruimtenetwerken en kwantumverbeterde beveiligingschips in mobiele apparaten te benutten, waardoor een ultraveilige verbinding wordt geboden tussen aangesloten 5G-torens en mobiele apparaten. De ambitie is om de veiligste vast-mobiele communicatieverbinding ter wereld te realiseren.
QKD is een niet-hackbare, geavanceerde techniek voor het delen van encryptiesleutels tussen locaties met behulp van een stroom gecodeerde enkele fotonen (kwantumbits). Het project, AIRQKD genaamd, combineert de wereldwijd toonaangevende expertise van BT in het bouwen van kwantumveilige netwerken met behulp van QKD met nieuwe technieken voor het toepassen van kwantumbeveiliging op mobiele apparaten.
Het Heriot-Watt-team brengt essentiële expertise in praktische QKD in door leiding te geven aan het ontwerp, het testen en de constructie van de prototypes van de QKD-zender en -ontvanger. Het team zal ook andere projectpartners ondersteunen bij het ontwikkelen van nieuwe single-photon source- en detectortechnologieën voor commerciële producten.
De proef, die 36 maanden duurt, zal de ontwikkeling zien van een breed scala aan kwantumbeveiligde scenario's waarin de beveiliging van gegevensoverdracht bijzonder belangrijk is.
Dr. Ross Donaldson van de Heriot-Watt University legt uit: “Onze focus ligt op het creëren van een kern voor dit systeem die nog steeds werkt in zeer moeilijke omstandigheden. Tot nu toe heeft het meeste onderzoek naar kwantumcommunicatie zich geconcentreerd op de integriteit van langeafstandssignalen, maar dit gaat over het leveren van een constante service op korte afstanden door het brede scala aan weersomstandigheden die verbindingsproblemen kunnen veroorzaken.
“Nu onze verbonden wereld steeds complexer wordt, moet de beveiliging van systemen gelijke tred houden met technologische ontwikkelingen. Geautomatiseerde voertuigen zullen in de toekomst hun eigen aangesloten systemen hebben waarbij software-updates vanuit een centrale bron worden geleverd. Het is essentieel dat deze updates veilig worden verzonden zonder het risico van hacking of kwaadwillige manipulatie. Quantum-technologie biedt fabrikanten meer zekerheid.
“Dit soort industriële samenwerkingen zijn een demonstratie van de waarde van universitair onderzoek bij het aanpakken van uitdagingen in een reële context. Dit is een voorbeeld van een academische paper die wordt vertaald in direct voordeel voor de industrie en een grotere veiligheid voor het grote publiek.”
Prof. Andrew Lord, hoofd onderzoek optisch netwerk van BT, zei: “We zijn verheugd dat we toonaangevende Britse partners uit de industrie en de academische wereld hebben samengebracht in het AIRQKD-project. Heriot-Watt University brengt unieke vaardigheden met zich mee en met hun expertise zullen we een volledig geïntegreerde veldproef met Free Space Optics plus Quantum Key Distribution demonstreren. Dit zal de essentiële beveiliging bieden die nodig is voor toekomstige 5G-toepassingen zoals autonome voertuigen.”
Andere toepassingen voor het onderzoek zijn onder meer geconnecteerde auto's, massaproductie en internet van dingen toestellen.