Our Technology
Technology Details
Our Quantum Light Source is a turnkey, fully-integrated, cutting-edge photonic system that leverages indium phosphide (InP) for efficient laser gain and silicon nitride (SiN) waveguides for photon pair generation via four-wave mixing (FWM). The InP laser gain chip provides a stable and high-quality light source, which is then coupled into the silicon nitride waveguide, where third-order nonlinearity enables the generation of entangled photon pairs. The system emits photons in the form of a quantum frequency comb, where each mode in the comb corresponds to a distinct frequency with precise phase coherence between the modes. This unique characteristic allows for high-dimensional entanglement and provides exceptional flexibility for quantum applications such as quantum cryptography, quantum sensing, and quantum communication.
The silicon nitride waveguide is optimized for low-loss operation, ensuring high-efficiency photon generation, and the system includes low-loss fiber tapers that couple the generated photons out of the chip into external fibers with minimal signal loss. This fully-laser integrated system provides both compactness and scalability, delivering high-fidelity entangled photons with phase coherence across a broad frequency range. With customizable features such as photon-pair generation rates, wavelength, and coincidence-to-accitential ratios, our Quantum Light Source offers a powerful, reliable solution for researchers pushing the boundaries of quantum technologies.
Research article: Nature Photonics 17, 518–524 (2023) / https://doi.org/10.1038/s41566-023-01193-1
Technology development - Projects
INSPIRE – INTEGRIERTE QUELLE VERSCHRÄNKTER PHOTONEN FÜR DEN NAHINFRAROTBEREICH
INSPIRE entwickelt eine skalierbare PIC-Plattform zur Erzeugung verschränkter Photonen bei 850 nm für sichere Quantenkommunikation und Vernetzung.
Der sichere Austausch verschlüsselter Daten ist mit heutigen Verschlüsselungsverfahren nur zeitlich begrenzt gewährleistet, da Entwicklungen wie Quantencomputer bestehende Verfahren künftig gefährden können. Photonische Quantentechnologien bieten hierfür neue Lösungsansätze: Bei der quantenbasierten Schlüsselverteilung, der sogenannten Quantum Key Distribution (QKD), können Abhörversuche durch Quanteneffekte physikalisch erkannt werden. Diese Effekte bilden eine wichtige Grundlage für die Sicherheit zukünftiger Telekommunikationsnetzwerke.
Für eine breite Anwendung müssen solche Systeme kompakt, zuverlässig und skalierbar herstellbar sein. INSPIRE verfolgt daher das Ziel, eine chipbasierte Quelle verschränkter Photonen bei 850 nm zu entwickeln, die für den Einsatz in der Quantenschlüsselverteilung geeignet ist. Dazu werden GaAs-Laserquellen und Siliziumnitrid-Photonik zu einem Modul kombiniert, das verschränkte Photonenzustände erzeugt. Dieser industriell herstellbare optische Schaltkreis soll unter realistischen Bedingungen in Glasfaser- und Freistrahlverbindungen für QKD demonstriert werden.
INSPIRE schafft zudem eine europäische Brücke zwischen dem walisischen CSconnected-Cluster, führenden Photonikakteuren in den Niederlanden und dem Quantum Valley Lower Saxony in Deutschland über einen erfolgreichen gemeinsamen 1. Stufe Projektantrag in der Vanguard Initiative (VInnovate Project Call 2025). Anschließend erfolgten die erfolgreichen Bewerbungen dieser Akteure um Förderung in ihren europäischen Regionen. Für die niedersächsischen Akteure Twin Photonics GmbH und Leibniz Universität Hannover (IOP) erfolgte dazu eine Antragstellung im EFRE-Förderprogramm Forschung und Entwicklung in Unternehmen des Nds. Ministeriums für Wirtschaft, Verkehr und Bauen.
Projektlaufzeit: 16.04.2026-15.04.2028
Förderträger: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und niedersächsische Landesmittel (Nds. Ministerium für Wirtschaft, Verkehr und Bauen)
Projektpartner: Leibniz Universität Hannover, Twin Photonics Gmb
