维度网讯，来自图林根州的六个研究和工业合作伙伴启动了一项新项目，目标是将量子密钥分发（QKD）系统集成到一个毫米大小的硅芯片上，该芯片足够紧凑，可用于常见网络硬件中的SFP模块。

该项目名为“光子集成偏振分析单元与单光子处理”（PIC-PAM），由图林根州研究、技术与创新促进计划（FTI）提供资助，并得到欧盟共同资助，项目周期为三年。整个项目的核心是研制一个能够单片集成的硅芯片，将量子密钥分发所需的偏振分析、单光子探测器和时间戳电子学等功能单元全部整合在一起。

基于纠缠光子的QKD被视为一种物理上安全的加密密钥生成与分发方法。信息通过单个光子的偏振态编码，任何窃听行为都会可检测地改变光子量子态。当前的QKD系统依赖庞杂的光机械实验室装置，PIC-PAM项目则力图将这些组件压缩至毫米级芯片上。弗劳恩霍夫应用光学与精密工程研究所（IOF）负责开发基于氮化硅的光子组件，包括偏振分析单元、分束器以及用于光纤和芯片连接的光耦合器。IMMS微电子与机电系统研究所负责开发电子层，包含作为单光子探测器的单光子雪崩光电二极管（SPAD）以及全新开发的时间戳电子学（Time-Tagging ASIC）。X-FAB Global Services GmbH将调整其CMOS工艺，以便在同一晶圆上共同制造光子和电子层。

最终芯片将由AIM Micro Systems GmbH集成到采用小型可插拔（SFP）封装形式的紧凑模块中。SFP是在数据中心和网络环境中广泛使用的插卡格式，用于连接交换机或路由器等网络设备与光纤或铜缆，并负责设备与传输介质间的信号转换。作为联盟牵头方，Quantum Optics Jena GmbH还负责开发与SPAD探测器兼容的光子源，并搭建项目的整体演示系统。

项目背景源于量子计算机对传统非对称加密构成的威胁。除QKD外，工业界也在推进后量子密码学（PQC）作为应对措施。PQC是一种纯软件方法，无需光子学支持。这两种技术路线并不相互排斥，但分别针对不同的威胁模型和基础设施需求。项目公告中未提供具体的传输距离、可实现的密钥速率或与现有网络组件的互操作性数据。同样，项目公告也缺少关于成本和认证要求的信息，而这些信息对于未来在数据中心或政府网络等受监管环境中的市场可行性至关重要。

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