電子科技大學(xué)公開一項(xiàng)基于空芯光纖的量子共纖傳輸專利

7月11日消息（南山）據(jù)國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，電子科技大學(xué)公開了一項(xiàng)發(fā)明專利：《一種基于空芯光纖的量子糾纏與經(jīng)典信號(hào)共纖傳輸裝置》，發(fā)明人：周強(qiáng)；綦遠(yuǎn)霞；范云茹；羅越。

專利文本顯示，通信波段量子互聯(lián)是利用光纖鏈路實(shí)現(xiàn)量子節(jié)點(diǎn)間量子態(tài)傳遞的基礎(chǔ)，其關(guān)鍵是實(shí)現(xiàn)量子糾纏在光纖鏈路中的長距離分發(fā)。在該方面，早期的研究工作主要將量子糾纏通過暗光纖進(jìn)行分發(fā)以消除經(jīng)典通信系統(tǒng)帶來的退相干噪聲影響，但嚴(yán)重制約了光纖資源的利用率。

因此，如何在相同的光纖傳輸鏈路中實(shí)現(xiàn)量子信號(hào)與經(jīng)典信號(hào)的穩(wěn)定共存，成為量子通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模化部署和實(shí)用化的關(guān)鍵問題。近年來，為了進(jìn)一步推進(jìn)量子互聯(lián)的大規(guī)模應(yīng)用，基于光纖網(wǎng)絡(luò)的量子-經(jīng)典信號(hào)共纖傳輸技術(shù)得到了廣泛關(guān)注。常見的方法是通過波分復(fù)用技術(shù)，將量子信號(hào)和經(jīng)典信號(hào)分別配置到不同的波長信道，經(jīng)過光纖傳輸后再利用解復(fù)用技術(shù)分離量子信號(hào)與經(jīng)典信號(hào)。

然而，傳統(tǒng)光纖尤其是實(shí)芯單模光纖在共纖傳輸中面臨諸多挑戰(zhàn)。實(shí)芯單模光纖的非線性系數(shù)較高，會(huì)引入顯著的拉曼噪聲和四波混頻噪聲，即使采用隔離度>100dB的帶通濾波仍難以完全消除量子信道中的噪聲光子，嚴(yán)重制約了共纖傳輸環(huán)境下量子信道的性能。此外，實(shí)芯單模光纖約0.2dB/km的傳輸損耗也進(jìn)一步限制了系統(tǒng)的擴(kuò)展性。因此，亟需一種低共纖傳輸噪聲、低傳輸損耗的量子糾纏與經(jīng)典信號(hào)共纖傳輸裝置。

針對(duì)上述傳統(tǒng)量子糾纏與經(jīng)典信號(hào)共纖傳輸裝置存在的不足之處，本發(fā)明提出一種基于空芯光纖的量子糾纏與經(jīng)典信號(hào)共纖傳輸裝置，該方法利用空芯光纖低損耗、弱非線性效應(yīng)的特點(diǎn)傳輸量子信號(hào)與經(jīng)典信號(hào)，使用本發(fā)明方法的裝置具有低共纖傳輸噪聲、低傳輸損耗的特點(diǎn)，可以容忍更高通信速率的經(jīng)典信號(hào)，允許更低的量子信號(hào)誤碼率。

通過此方法設(shè)計(jì)出的量子糾纏與經(jīng)典信號(hào)共纖傳輸裝置，可在與經(jīng)典光纖通信系統(tǒng)兼容的量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)、量子時(shí)鐘同步、分布式量子計(jì)算等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

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