Naglim razvojem informacijske tehnologije, sigurnosni problem mrežne komunikacije postaje sve očitiji. S povećanjem računalne snage računala, tradicionalne metode šifriranja suočene su s velikim rizicima i bit će osjetljive na dekodiranje pomoću kvantnih računala. Stoga su znanstvenici razvili tehnologiju Quantum Key Distribution (QKD) temeljenu na kvantnoj mehanici i kriptografiji, koja se naziva kvantna tajna komunikacija i daje snažno jamstvo za informacijsku sigurnost.
Načelo kvantne tajne komunikacije je da se uporaba kvantnih stanja ne može mjeriti i replikacija, na suprotnim krajevima komunikacijske linije s kvantnim ključem za enkripciju informacija, informacija ako se presretne ili kopira, izvorno kvantno stanje će biti uništeno, tako da će prijenos strane znaju postojanje prisluškivača, tako da je također poznat kao kvantna komunikacija potpuno sigurna shema prijenosa podataka.
Međutim, kvantna sigurnosna tehnologija suočava se s mnogim izazovima u komunikaciji na ultra velikim udaljenostima. Pojedinačni foton kvantnog stanja je nedjeljiv i ne može se duplicirati, pa se ne može duplicirati i pojačati kao tradicionalna komunikacija, što uvelike ograničava udaljenost distribucije kvantnog ključa u optičkom vlaknu. Stoga udaljenost prijenosa kvantne tajne komunikacije koja se temelji na tehnologiji jednog fotona uvelike ovisi o gubitku u liniji, a optičko vlakno s nižim prigušenjem učinkovit je način za produljenje udaljenosti prijenosa.
Stoga će primjena optičkog vlakna s ultra malim gubicima u kvantnoj komunikaciji postati vrlo važna.
Dakle, što su vlakna s ultra malim gubicima?
Gubitak optičkog vlakna uglavnom dolazi od gubitka Rayleighovog raspršenja i gubitka apsorpcije materijala jezgre. Tradicionalno optičko vlakno mora biti dopirano u jezgri kako bi se poboljšao indeks loma jezgre, ali to će dovesti do visokog Rayleighovog raspršenja i slabljenja optičkog vlakna. U optičkim vlaknima s ultra malim gubicima, čisti silicij koristi se u jezgri, a dopiranje obloge smanjuje indeks loma, što ne samo da smanjuje prigušenje uzrokovano Rayleighovim raspršenjem jezgre, već također ostvaruje prijenos potpune refleksije signalne svjetlosti.
Primjena optičkog vlakna s ultra malim gubicima u kvantnoj komunikaciji
Za kvantnu komunikaciju, tri najvažnija cilja praktične tehnologije kvantne distribucije ključeva su povećati udaljenost sigurne komunikacije, poboljšati stopu sigurnog kodiranja i poboljšati sigurnost sustava. Kako se vlakna s ultra malim gubicima ponašaju u ovim aspektima?
1) Povećajte sigurnu udaljenost prolaza
2) Povećajte brzinu kodiranja
3) Promicati komercijalizaciju prijenosa uobičajenim vlaknima i vlaknima ko-fiber
Nakon što su mnoge eksperimentalne institucije testirale i testirale vlakna s ultra niskim gubicima, vlakna s ultra niskim gubicima imaju očite prednosti u povećanju sigurnosne komunikacijske udaljenosti, poboljšanju brzine sigurnosnog koda i poboljšanju sigurnosti sustava, što će promicati kvantno računalstvo i kvantno . Brzi razvoj sigurnih komunikacija igra važnu mrežnu infrastrukturu u eri kvantnog računalstva.
