“兩個(gè)愿望一次滿足” 同一光纖傳輸量子信息和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)或?qū)?shí)現(xiàn)
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】在同一根光纖中傳輸多個(gè)信號(hào)或數(shù)據(jù)流是現(xiàn)代通信技術(shù)中非常常見的一種手段，尤其是隨著數(shù)據(jù)需求的增長(zhǎng)和對(duì)更高效、更快速傳輸技術(shù)的需求影響下，這項(xiàng)技術(shù)不斷得到發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)途通信、數(shù)據(jù)處理、互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。
目前同一光纖傳輸?shù)膹?fù)用技術(shù)主要有3種，分別為波分復(fù)用(WDM)、時(shí)分復(fù)用(TDM)、空分復(fù)用(SDM)。波分復(fù)用是在同一根光纖中，使用不同波長(zhǎng)的光來傳輸不同的信號(hào)，每個(gè)波長(zhǎng)代表一個(gè)獨(dú)立的通道，可以傳輸不同的數(shù)據(jù)；時(shí)分復(fù)用是將時(shí)間分割成多個(gè)時(shí)隙，并在每個(gè)時(shí)隙中傳輸不同的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)在同一光纖上按順序傳輸多個(gè)數(shù)據(jù)流；空分復(fù)用則是通過在同一根光纖中使用多個(gè)核心來傳輸不同的信號(hào)，每個(gè)核心都是獨(dú)立的傳輸通道。不同的復(fù)用技術(shù)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，一般是根據(jù)具體需求進(jìn)行選擇。
然而，目前同一光纖傳輸還只是在傳統(tǒng)數(shù)據(jù)上進(jìn)行，量子信息由于其特殊性，一直被認(rèn)為需要單獨(dú)提供基礎(chǔ)設(shè)施或?qū)Ｓ猛ǖ纴韨鬏敚源藖肀苊飧蓴_。然而最近的研究卻打破了這一觀點(diǎn)，提供了實(shí)現(xiàn)量子信息和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)同一光纖傳輸?shù)目尚行苑桨浮?br />
該方案來自于德國(guó)萊布尼茲大學(xué)光子研究所，研究團(tuán)隊(duì)的研究成果表明以糾纏光子形式出現(xiàn)的量子數(shù)據(jù)和以激光脈沖形式發(fā)送的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)可共享相同的基礎(chǔ)設(shè)施。
此前，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)證明量子數(shù)據(jù)可通過標(biāo)準(zhǔn)光纖電纜傳輸，只是糾纏光子的這種糾纏狀態(tài)非常脆弱，很容易因?yàn)樵肼暬蚱渌盘?hào)干擾而出現(xiàn)退相干(量子比特失去量子態(tài)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失)。而在此次研究中，團(tuán)隊(duì)使用電—光相位調(diào)制技術(shù)，來精確調(diào)整激光脈沖的頻率，使其與糾纏光子的顏色相匹配。如此一來，量子數(shù)據(jù)和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)能夠在相同的顏色通道中傳輸，而不會(huì)破壞糾纏光子所攜帶的量子信息。
盡管目前該成果還只處于實(shí)驗(yàn)室階段，但卻為未來的量子互聯(lián)網(wǎng)使用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施提供了理論支持。此外，這項(xiàng)技術(shù)還為未來實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離、更高速率的量子信息傳輸?shù)於思夹g(shù)基礎(chǔ)。相信隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，未來這項(xiàng)技術(shù)會(huì)發(fā)揮更加重要的作用。
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