Quantum Random Number Generator for the Consumer Market (Q3216571)
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Project Q3216571 in Spain
| Language | Label | Description | Also known as |
|---|---|---|---|
| English | Quantum Random Number Generator for the Consumer Market |
Project Q3216571 in Spain |
Statements
10,000.0 Euro
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20,000.0 Euro
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50.0 percent
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15 May 2015
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11 December 2015
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INSTITUTO DE CIENCIAS FOTONICAS
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41°17'9.96"N, 1°58'56.71"E
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08056
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Durante la realización del proyecto crearemos un generador de números aleatorios cuántico (QRNG) con unas prestaciones, tamaño y coste sin precedente; un dispositivo optoelectrónico que tendrá un gran impacto en las tecnologías de la información y las comunicaciones. Imagina cómo nuestras vidas podrían cambiar si la naturaleza cuántica de la luz se utiliza para proteger nuestros datos de manera incondicionalmente segura (transacciones bancarias, almacenamiento de historiales médicos, entre otros) directamente desde nuestros smartphones. Los números aleatorios son imprescindibles para encriptar y proteger la transmisión de datos a través de internet. La seguridad de cualquier sistema criptográfico puede verse gravemente afectada por causa de predicabilitats en la secuencia de números aleatorios usados. Esquemas actuales, como por ejemplo pseudo-RNGs basados ¿¿en algoritmos o generadores físicos basados ¿¿en ruido térmico y electrónico (Intel), son vulnerables a ataques debido a los principios de generación. Por el contrario, a través de principios fundamentales, la mecánica cuántica elimina esta limitación y garantiza rigurosa aleatoriedad. Descubrimos que a través de la emisión espontánea de un diodo láser trabajando por debajo de su nivel umbral, se puede generar una secuencia de pulsos ópticos de fase aleatoria mediante la técnica del gain-switching. Por lo tanto, haciendo la interferencia de pulsos consecutivos, las fases aleatorias se convierten en amplitudes aleatorias que se pueden fácilmente detectar, y digitalizar. Esta técnica se ha convertido en una patente, que se ha materializado recientemente en la demostración de la generación de números aleatorios cuánticos más rápida nunca publicada (<40Gb / s). Actualmente hemos desarrollado una nueva versión de nuestro QRNG introduciendo un segundo láser al sistema para llevar a cabo el proceso de interferencia. El nuevo esquema es particularmente interesante para ser implementado utilizando circuitos fotónicos integrados (PICs), y además permite operación a cualquier velocidad, haciendo el esquema muy atractivo para el mercado de consumo. (Spanish)
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During the realization of the project we will create a quantum random number generator (QRNG) with unprecedented performance, size and cost; an optoelectronic device that will have a great impact on information technologies and communications. Imagine how our lives could change if the quantum nature of light is used to protect our data unconditionally secure (banking transactions, storage of medical records, among others) directly from our smartphones. Random numbers are essential to encrypt and protect the transmission of data through the internet. The security of any cryptographic system can be severely affected by predicabilitats in the sequence of random numbers used. Current schemes, such as pseudo-RNGs based on algorithms or physical generators based on thermal and electronic noise (Intel), are vulnerable to attacks due to generation principles. On the contrary, through fundamental principles, quantum mechanics eliminates this limitation and guarantees rigorous randomness. We discovered that through the spontaneous emission of a laser diode working below its threshold level, a sequence of random phase optical pulses can be generated by the gain-switching technique. Therefore, by making the interference of consecutive pulses, the random phases are converted into random amplitudes that can be easily detected, and digitized. This technique has become a patent, which has materialized recently in the fastest quantum random number generation ever published (<40Gb / s). Currently we have developed a new version of our QRNG by introducing a second laser to the system to carry out the interference process. The new scheme is particularly interesting to be implemented using integrated photonic circuits (PICs), and also allows operation at any speed, making the scheme very attractive for the consumer market. (English)
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Au cours du projet, nous allons créer un Quantum Random Number Generator (QRNG) avec une performance, une taille et un coût sans précédent; un dispositif optoélectronique qui aura un impact majeur sur les technologies de l’information et de la communication. Imaginez comment nos vies pourraient changer si la nature quantique de la lumière est utilisée pour protéger nos données sans condition (opérations bancaires, stockage de dossiers médicaux, entre autres) directement à partir de nos smartphones. Les nombres aléatoires sont essentiels pour chiffrer et protéger la transmission des données sur Internet. La sécurité de tout système cryptographique peut être gravement affectée par des prédicabilitats dans la séquence de nombres aléatoires utilisés. Les schémas actuels, tels que les pseudo-RNG basés sur des algorithmes ou des générateurs physiques basés sur le bruit thermique et électronique (Intel), sont vulnérables aux attaques en raison des principes de génération. Au contraire, par des principes fondamentaux, la mécanique quantique élimine cette limitation et garantit un caractère aléatoire strict. Nous avons découvert qu’à travers l’émission spontanée d’une diode laser fonctionnant en dessous de son seuil, une séquence d’impulsions optiques en phase aléatoire peut être générée à l’aide de la technique de commutation de gain. Ainsi, en interférant avec des impulsions consécutives, les phases aléatoires deviennent des amplitudes aléatoires qui peuvent être facilement détectées et numérisées. Cette technique est devenue un brevet, qui s’est récemment concrétisé dans la démonstration de la génération de nombres aléatoires quantiques les plus rapides jamais publiées (<40Gb/s). Nous avons actuellement développé une nouvelle version de notre QRNG en introduisant un second laser au système pour effectuer le processus d’interférence. Le nouveau régime est particulièrement intéressant à mettre en œuvre à l’aide de circuits photoniques intégrés (PIC) et permet également son fonctionnement à n’importe quelle vitesse, ce qui rend le système très attractif pour le marché de consommation. (French)
5 December 2021
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Während des Projekts werden wir einen Quantum Random Number Generator (QRNG) mit beispielloser Leistung, Größe und Kosten erstellen; ein optoelektronisches Gerät, das erhebliche Auswirkungen auf die Informations- und Kommunikationstechnologien haben wird. Stellen Sie sich vor, wie sich unser Leben verändern könnte, wenn die Quantencharakter des Lichts verwendet wird, um unsere Daten bedingungslos sicher zu schützen (Bankgeschäfte, medizinische Aufzeichnungen, unter anderem) direkt vor unseren Smartphones. Zufallszahlen sind unerlässlich, um die Datenübertragung über das Internet zu verschlüsseln und zu schützen. Die Sicherheit jedes kryptografischen Systems kann durch Prädiabilitationen in der Reihenfolge der verwendeten Zufallszahlen stark beeinträchtigt werden. Aktuelle Systeme wie Pseudo-RNGs, die auf Algorithmen oder physikalischen Generatoren basierend auf thermischen und elektronischen Geräuschen (Intel) basieren, sind aufgrund von Erzeugungsgrundsätzen anfällig für Angriffe. Im Gegenteil, durch Grundprinzipien eliminiert die Quantenmechanik diese Einschränkung und garantiert eine strikte Zufallsfähigkeit. Wir haben herausgefunden, dass durch die spontane Emission einer Laserdiode, die unterhalb ihres Schwellenwerts arbeitet, mittels der Gain-Switching-Technik eine Sequenz von optischen Impulsen in zufälliger Phase erzeugt werden kann. So werden zufällige Phasen durch die Interferenzen mit aufeinander folgenden Impulsen zu zufälligen Amplituden, die leicht erkannt und digitalisiert werden können. Diese Technik ist zu einem Patent geworden, das sich kürzlich in der Demonstration der am schnellsten veröffentlichten Quanten random Number Generation (<40Gb/s) materialisiert hat. Wir haben derzeit eine neue Version unseres QRNG entwickelt, indem wir dem System einen zweiten Laser zur Durchführung des Interferenzprozesses einführten. Die neue Regelung ist besonders interessant, um mit integrierten photonischen Schaltungen (PICs) umgesetzt zu werden, und ermöglicht auch den Betrieb mit jeder Geschwindigkeit, was das System für den Verbrauchermarkt sehr attraktiv macht. (German)
10 December 2021
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Tijdens het project maken we een Quantum Random Number Generator (QRNG) met ongekende prestaties, grootte en kosten; een opto-elektronisch apparaat dat een grote impact zal hebben op informatie- en communicatietechnologieën. Stel je voor hoe ons leven zou kunnen veranderen als de kwantum aard van licht wordt gebruikt om onze gegevens onvoorwaardelijk veilig te beschermen (banktransacties, opslag van medische dossiers, onder andere) rechtstreeks vanaf onze smartphones. Willekeurige nummers zijn essentieel om gegevensoverdracht via internet te versleutelen en te beschermen. De veiligheid van een cryptografische systeem kan ernstig worden beïnvloed door predicabilitats in de volgorde van willekeurige getallen gebruikt. Huidige regelingen, zoals pseudo-RNG’s op basis van algoritmen of fysieke generatoren op basis van thermisch en elektronisch lawaai (Intel), zijn kwetsbaar voor aanvallen als gevolg van generatieprincipes. Integendeel, door middel van fundamentele principes, kwantummechanica elimineert deze beperking en garandeert strikte willekeur. We ontdekten dat door de spontane emissie van een laserdiode die onder zijn drempelniveau werkt, een reeks willekeurige fase optische pulsen kan worden gegenereerd met behulp van de gain-switching techniek. Dus, door te interfereren met opeenvolgende pulsen, willekeurige fasen worden willekeurige amplitudes die gemakkelijk kunnen worden gedetecteerd, en gedigitaliseerd. Deze techniek is uitgegroeid tot een octrooi, dat zich onlangs heeft voorgedaan in de demonstratie van de snelste ooit gepubliceerde quantum random number generatie (<40Gb/s). We hebben momenteel een nieuwe versie van onze QRNG ontwikkeld door een tweede laser in het systeem te introduceren om het interferentieproces uit te voeren. De nieuwe regeling is bijzonder interessant om te worden uitgevoerd met behulp van geïntegreerde fotonische schakelingen (PIC’s), en maakt het ook mogelijk om snel te werken, waardoor de regeling zeer aantrekkelijk is voor de consumentenmarkt. (Dutch)
17 December 2021
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Durante il progetto creeremo un Quantum Random Number Generator (QRNG) con prestazioni, dimensioni e costi senza precedenti; un dispositivo optoelettronico che avrà un forte impatto sulle tecnologie dell'informazione e della comunicazione. Immaginate come le nostre vite potrebbero cambiare se la natura quantistica della luce viene utilizzata per proteggere i nostri dati in modo incondizionatamente sicuro (transazioni bancarie, archiviazione delle cartelle cliniche, tra gli altri) direttamente dai nostri smartphone. I numeri casuali sono essenziali per crittografare e proteggere la trasmissione dei dati su Internet. La sicurezza di qualsiasi sistema crittografico può essere gravemente influenzata dai predicabilitat nella sequenza di numeri casuali utilizzati. Gli schemi attuali, come gli pseudo-RNG basati su algoritmi o generatori fisici basati sul rumore termico ed elettronico (Intel), sono vulnerabili agli attacchi a causa dei principi di generazione. Al contrario, attraverso principi fondamentali, la meccanica quantistica elimina questa limitazione e garantisce una rigorosa casualità. Abbiamo scoperto che attraverso l'emissione spontanea di un diodo laser che lavora al di sotto del suo livello di soglia, una sequenza di impulsi ottici di fase casuale può essere generata utilizzando la tecnica del guadagno-switching. Così, interferendo con impulsi consecutivi, le fasi casuali diventano ampie casuali che possono essere facilmente rilevate e digitalizzate. Questa tecnica è diventata un brevetto, che si è recentemente materializzato nella dimostrazione della generazione di numeri quantistici casuali più veloci mai pubblicati (<40Gb/s). Al momento abbiamo sviluppato una nuova versione del nostro QRNG introducendo un secondo laser al sistema per eseguire il processo di interferenza. Il nuovo schema è particolarmente interessante da implementare utilizzando circuiti fotonici integrati (PIC) e consente anche il funzionamento a qualsiasi velocità, rendendo il sistema molto attraente per il mercato dei consumatori. (Italian)
16 January 2022
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Castelldefels
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Identifiers
IU68-005592
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