Ми дуже часто розповідали про унікальне явище квантової заплутаності, завдяки якому заплутані частинки синхронізують свій квантовий стан, навіть якщо вони знаходяться у протилежних кутках на краю Всесвіту. Зв’язок квантової заплутаності настільки тонка і тендітна, що будь-яка, навіть сама делікатна спроба перехоплення переданої інформації стає явною і порушує всю процедуру обміну. Але, для того, щоб мати можливість використовувати на практиці всі переваги квантових комунікацій і квантової криптографії потрібно якесь пристрій, здатне генерувати безперервний потік заплутаних фотонів, яке споживає при цьому незначна кількість енергії і має габаритні розміри, які дозволять вбудовувати такі пристрої на кристали сучасних чіпів.Всі генератори заплутаних фотонів, створені до останнього часу, мають досить великі габарити. Найменші з них мають розміри у кілька міліметрів, що в тисячі разів більше того, що необхідно згідно технічним вимогам для вбудовування в структуру кристалів сучасних напівпровідникових чіпів. Крім цього, такі оптоелектронні компоненти відрізняються досить високим рівнем споживання енергії, що робить їх непрактичними для використання в портативній електроніці з батарейним харчуванням, зокрема, в мобільних телефонах.Але групі дослідників з університету Павії (University of Pavia), Італія, вдалося вирішити більшу частину описаних вище проблем, створивши пристрій, який виробляє безперервний потік заплутаних фотонів, а його розміри досить невеликі для того, щоб його можна було інтегрувати в структуру чіпів. Ключовим компонентом цього пристрою є так званий кільцевої микрорезонатор, кільце із спеціального матеріалу, діаметром 20 мікрометрів, шириною 500 нанометрів і товщиною 220 нанометрів, яке створюється в кремнієвій підкладці. Променя лазера по оптоволокну подається в кільце микрорезонатора, де фотони, що рухаються по колу, набувають властивість квантової заплутаності і залишають межі пристрої в заданому напрямку.»За допомогою малих розмірів кільця резонатора ми створюємо область простору, в якому поєднуються фотони і матерія, при цьому, умовна «щільність» фотонів має високе значення» — розповідає Даніеле Байон (Daniele Bajoni), вчений-фізик з університету Павії, — «Досить тривале перебування фотонів в такому просторі викликає взаємодія між ними, що призводить до появи великої кількості пар, заплутаних на квантовому рівні».Генератор заплутаних фотонів на основі кільцевого микрорезонатора здатний виробляти близько 10 мільйонів пар заплутаних фотонів в секунду, вимагаючи при цьому, менше мілівата електричної енергії, що в тисячі разів менше рівня споживання енергії іншими подібними пристроями. В якості джерела світла використовується лазер з довжиною хвилі 1550 нм, яка досить часто застосовується в області телекомунікацій. А процес виготовлення кільця резонатора і інших елементів генератора заплутаних фотонів повністю сумісний з існуючими технологіями виробництва напівпровідникових приладів і мікросхем.В даний час Даніеле Байон і його колеги вже працюють над технологіями інтеграції свого пристрою в кристали напівпровідникових чіпів. «Але ми хочемо застерегти потенційних споживачів. Їм ще нескоро доведеться побачити квантову версію Інтернету, через який можна буде посилати зашифровані повідомлення, не побоюючись за їхню безпеку», — пишуть дослідники, — «Більш ймовірно, що першими областями, в яких почне застосовуватися наша технологія, стануть технології безпечного обміну інформацією між двома точками. Уявіть собі якісь квантові банкомати, з якими клієнти будуть працювати за допомогою квантових криптографічних ключів, квантові торгові апарати та інші системи квантової зв’язку типу «клієнт-банк»».