1758108156
2025-09-17 11:04:00
Квантовая связь основана на безопасной передаче отдельных фотонов, и исследователи все чаще обращаются к квантовым точкам в качестве многообещающих источников света для этих систем. Лоренцо Карозини, Франческо Джорджини и Патрик И. Санд, работающие в Венском центре Венского университета, наряду с коллегами, включая Рене Р. Хэмель и Ли А. Розема, преодолели значительные препятствия в этой области, продемонстрировав квантовые коммуникации, используя квантовые точки на волне. Команда успешно передала все поляризационные состояния, необходимые для безопасного протокола связи на существенном расстоянии с использованием специально разработанного волокна с полыми ядра, достигая исключительно низкой потери сигнала и поддержания целостности отдельных фотонов. Этот прорыв прокладывает путь для квантовых сетей, которые не ограничены ограничениями традиционной оптоволоконной технологии, потенциально расширяя диапазон и безопасность будущих систем связи.
Стандартные оптические волокна страдают от значительной потери сигнала на этих важных длинах волн, препятствуя использованию многих квантовых точечных материалов. Команда преодолевает это ограничение, используя волокна с полыми ядра, которые содержат заполненное воздухом ядро, которое сводит к минимуму взаимодействие с сигналом и существенно снижает ослабление сигнала. Интегрируя квантовые точки в систему с полой ядерным волокном, они установили линию распределения квантовых ключей свободного пространства на расстоянии 50 метров.
Квантовые точки функционируют как однофотонные источники, генерируя носители квантовой информации, в то время как волокно с полым ядром эффективно передает эти фотоны. Этот результат представляет собой значительный прогресс, расширяющий длины операционных волн для квантовой связи за пределами установленных телекоммуникационных полос и демонстрации потенциала для использования более широкого диапазона материалов квантовой точков. Ключевым компонентом этой технологии является разработка эффективных и надежных источников отдельных фотонов, таких как квантовые точки, хотя достижение высокой эффективности и чистоты остается проблемой. Интеграция этих источников света и детекторов в фотонные чипы необходима для миниатюризации и практической реализации систем QKD. Половые волокна также имеют решающее значение, направляя свет через заполненные воздухом ядра, чтобы уменьшить потерю сигнала и обеспечить квантовую связь на больших расстояниях. Исследователи изучают различные методы кодирования квантовой информации, включая кодирование времени и поляризации. Остается несколько проблем, включая потерю сигнала и качество источника, что вызвало расследование квантовых ретрансляторов для расширения диапазона связи.
Квантовое трансмиссия с низким содержанием потери в волокне
Это исследование демонстрирует значительный прогресс в квантовой связи посредством успешной передачи отдельных фотонов через специально разработанную полную волокну. Ученые достигли передачи с низким уровнем потери на длине волн, подходящих для излучателей квантовой точки, измеряя потерю 0,65 дБ/км и предвидели потенциальное снижение до 0. 12 дБ/км около 934-нм. Это учитывает ключевое ограничение стандартных телекоммуникационных волокон, которые демонстрируют существенные потери на этих длин волн.
Команда продемонстрировала способность передавать все четыре поляризационных состояния одного фотона из квантовой точки на расстоянии 340 метров с низкой частотой ошибок квантового бита 0. 1%, сохраняя целостность квантового сигнала. Важно отметить, что волокно с полыми ядра также поддерживает сильные классические сигналы на длинах волн телекоммуникаций без введения вредного шума, что позволяет одновременной квантовой и классической связи.
#Квантовая #связь #квантовыми #точками #через #волокна #полыми #ядра #достигает #Qber #более
Читайте также
