電子科技大學公開一項基于空芯光纖的量子共纖傳輸專利

7月11日消息（南山）據國家知識產權局，電子科技大學公開了一項發(fā)明專利：《一種基于空芯光纖的量子糾纏與經典信號共纖傳輸裝置》，發(fā)明人：周強；綦遠霞；范云茹；羅越。

專利文本顯示，通信波段量子互聯(lián)是利用光纖鏈路實現(xiàn)量子節(jié)點間量子態(tài)傳遞的基礎，其關鍵是實現(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行分發(fā)以消除經典通信系統(tǒng)帶來的退相干噪聲影響，但嚴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現(xiàn)量子信號與經典信號的穩(wěn)定共存，成為量子通信網絡規(guī)模化部署和實用化的關鍵問題。近年來，為了進一步推進量子互聯(lián)的大規(guī)模應用，基于光纖網絡的量子-經典信號共纖傳輸技術得到了廣泛關注。常見的方法是通過波分復用技術，將量子信號和經典信號分別配置到不同的波長信道，經過光纖傳輸后再利用解復用技術分離量子信號與經典信號。

然而，傳統(tǒng)光纖尤其是實芯單模光纖在共纖傳輸中面臨諸多挑戰(zhàn)。實芯單模光纖的非線性系數較高，會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，嚴重制約了共纖傳輸環(huán)境下量子信道的性能。此外，實芯單模光纖約0.2dB/km的傳輸損耗也進一步限制了系統(tǒng)的擴展性。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典信號共纖傳輸裝置。

針對上述傳統(tǒng)量子糾纏與經典信號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典信號共纖傳輸裝置，該方法利用空芯光纖低損耗、弱非線性效應的特點傳輸量子信號與經典信號，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，可以容忍更高通信速率的經典信號，允許更低的量子信號誤碼率。

通過此方法設計出的量子糾纏與經典信號共纖傳輸裝置，可在與經典光纖通信系統(tǒng)兼容的量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)、量子時鐘同步、分布式量子計算等領域得到廣泛應用。

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