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量子信息和傳統(tǒng)數(shù)據(jù)實現(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 點擊量：9031
德國萊布尼茲大學光子研究所所長邁克爾·庫士領導的團隊，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) 項目成果】長期以來，量子通信因其獨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家們面臨的重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)觀點認為，為了避免傳統(tǒng)數(shù)據(jù)對量子信息的干擾，需要為量子數(shù)據(jù)提供單獨的基礎設施或?qū)Ｓ猛ǖ馈Ｈ欢~克爾·庫士團隊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。
德國萊布尼茲大學光子研究所所長邁克爾·庫士領導的團隊，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)有基礎設施。相關(guān)論文發(fā)表于《科學進展Science Advances》雜志。
光纖電纜是一現(xiàn)代通信網(wǎng)絡的基石，通常由細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)。每個顏色通道對應特定波長的光，從而實現(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)可通過標準光纖電纜傳輸，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的干擾，導致退相干現(xiàn)象，進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·庫士團隊創(chuàng)新性地使用了電—光相位調(diào)制技術(shù)。這項技術(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)建提供了寶貴的實踐經(jīng)驗。
該研究成果意味著在未來的量子互聯(lián)網(wǎng)建設中，我們可以充分利用現(xiàn)有的光纖基礎設施，無需額外鋪設專用通道，從而大大降低了建設成本和時間周期。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·庫士團隊的這一成果無疑為量子通信領域注入了一劑強心針。它不僅推動了量子互聯(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)絡開辟了新的道路。
參考資料來源：科技日報
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