Met de snelle ontwikkeling van informatietechnologie wordt het beveiligingsprobleem van netwerkcommunicatie steeds duidelijker. Met de toenemende rekenkracht van computers worden traditionele versleutelingsmethoden met grote risico's geconfronteerd en zullen ze kwetsbaar zijn voor decodering door kwantumcomputers. Daarom ontwikkelden wetenschappers de Quantum Key Distribution (QKD)-technologie op basis van Quantum-mechanica en cryptografie, die Quantum-geheime communicatie wordt genoemd en een sterke garantie biedt voor informatiebeveiliging.
Het principe van kwantumgeheime communicatie is het gebruik van kwantumtoestanden die niet kunnen worden gemeten en replicatie, aan tegenovergestelde uiteinden van de communicatielijn met kwantumsleutel voor informatiecodering, informatie indien onderschept of gekopieerd, de oorspronkelijke kwantumtoestand zal worden vernietigd, zodat de transmissie kant kennen het bestaan van de afluisteraar, dus ook wel bekend als kwantumcommunicatie volledig veilig datatransmissieschema.
Quantumbeveiligingstechnologie staat echter voor veel uitdagingen bij communicatie over ultralange afstanden. Het enkele foton van de kwantumtoestand is ondeelbaar en kan niet worden gedupliceerd, dus het kan niet worden gedupliceerd en versterkt zoals traditionele communicatie, wat de distributieafstand van de kwantumsleutel in optische vezels aanzienlijk beperkt. Daarom hangt de transmissieafstand van kwantumgeheime communicatie op basis van single photon-technologie grotendeels af van het verlies in de lijn, en de optische vezel met lagere demping is een effectieve manier om de transmissieafstand te verlengen.
Daarom zal de toepassing van optische vezels met ultralaag verlies in kwantumcommunicatie erg belangrijk worden.
Dus, wat is ultra-low-loss vezel?
Het verlies van optische vezels komt voornamelijk door Rayleigh-verstrooiingsverlies en absorptieverlies van kernmateriaal. De traditionele optische vezel moet in de kern worden gedoteerd om de brekingsindex van de kern te verbeteren, maar dit zal leiden tot hoge Rayleigh-verstrooiing en verzwakking van de optische vezel. In ultra-low-loss optische vezels wordt pure silica gebruikt in de kern en bekledingsdoping vermindert de brekingsindex, wat niet alleen de verzwakking veroorzaakt door Rayleigh-verstrooiing van de kern vermindert, maar ook de transmissie van totale reflectie van signaallicht realiseert.
Toepassing van optische vezels met ultralaag verlies in kwantumcommunicatie
Voor kwantumcommunicatie zijn de drie belangrijkste doelstellingen van praktische kwantumsleuteldistributietechnologie het vergroten van de veilige communicatieafstand, het verbeteren van de veilige coderingssnelheid en het verbeteren van de beveiliging van het systeem. Dus hoe presteert ultra-low-loss glasvezel op deze aspecten?
1) Vergroot de veilige doorgangsafstand
2) Verhoog de codesnelheid
3) Bevorder de commercialisering van gewone glasvezel en co-vezeltransmissie
Nadat veel experimentele instellingen de ultra-low-loss-vezel hebben getest en getest, heeft ultra-low-loss-vezel duidelijke voordelen bij het vergroten van de veiligheidscommunicatieafstand, het verbeteren van de beveiligingscodesnelheid en het verbeteren van de beveiliging van het systeem, wat kwantumcomputing en kwantum zal bevorderen . De snelle ontwikkeling van veilige communicatie speelt een belangrijke netwerkinfrastructuur in het tijdperk van quantum computing.
