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量子信息和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)同一光纖傳輸
2024年08月21日 10:36:33
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點(diǎn)擊量：8990
德國萊布尼茲大學(xué)光子研究所所長邁克爾·庫士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，首次讓量子信息和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)“搭乘”同一光纖通道成功傳輸。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】長期以來，量子通信因其獨(dú)特的量子特性而備受關(guān)注，但如何有效、安全地傳輸量子信息一直是科學(xué)家們面臨的重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，為了避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)量子信息的干擾，需要為量子數(shù)據(jù)提供單獨(dú)的基礎(chǔ)設(shè)施或?qū)Ｓ猛ǖ?。然而，邁克爾·庫士團(tuán)隊(duì)的最新研究成果顛覆了這一觀念，證明了量子信息與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)可以和諧共存于同一光纖通道中。
德國萊布尼茲大學(xué)光子研究所所長邁克爾·庫士領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，首次讓量子信息和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)“搭乘”同一光纖通道成功傳輸。這意味著在理論上，未來的量子互聯(lián)網(wǎng)可使用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施。相關(guān)論文發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展Science Advances》雜志。
光纖電纜是一現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的基石，通常由細(xì)玻璃或塑料纖維組成，以紅外光脈沖的形式通過不同的顏色通道傳輸數(shù)據(jù)。每個(gè)顏色通道對(duì)應(yīng)特定波長的光，從而實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的并行傳輸。研究人員此前已證明量子數(shù)據(jù)可通過標(biāo)準(zhǔn)光纖電纜傳輸，但糾纏光子的糾纏狀態(tài)極為脆弱，容易受到噪聲或其他信號(hào)的干擾，導(dǎo)致退相干現(xiàn)象，進(jìn)而使量子比特失去量子態(tài)，數(shù)據(jù)丟失。
為了克服這一難題，邁克爾·庫士團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地使用了電—光相位調(diào)制技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)能夠精確調(diào)整激光脈沖的頻率，使其與糾纏光子的顏色相匹配，從而在同一顏色通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)量子信息與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的并行傳輸，而不破壞糾纏光子所攜帶的量子信息。這一技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅解決了量子信息傳輸中的一大難題，更為未來量子互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
該研究成果意味著在未來的量子互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，我們可以充分利用現(xiàn)有的光纖基礎(chǔ)設(shè)施，無需額外鋪設(shè)專用通道，從而大大降低了建設(shè)成本和時(shí)間周期。此外，隨著量子信息與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的并行傳輸技術(shù)的成熟，光纖電纜中的其他顏色通道也將被進(jìn)一步釋放，為傳輸更多數(shù)據(jù)提供了可能。
研究人員表示，最新研究是將傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)與量子互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的重要一步，有助釋放光纖電纜中的其他顏色通道，傳輸更多數(shù)據(jù)。邁克爾·庫士團(tuán)隊(duì)的這一成果無疑為量子通信領(lǐng)域注入了一劑強(qiáng)心針。它不僅推動(dòng)了量子互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，更為人類探索未知世界、構(gòu)建更加安全、高效的通信網(wǎng)絡(luò)開辟了新的道路。
參考資料來源：科技日?qǐng)?bào)
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