应对未来数据传输挑战，适合量子技术应用的特种光纤问世

应对未来数据传输挑战，适合量子技术应用的特种光纤问世

引用

中国科技网

1.

https://www.stdaily.com/web/gjxw/2024-07/31/content_1969156.html

随着量子计算时代的到来，数据传输技术正面临前所未有的挑战。英国巴斯大学物理学家近期开发出新一代特种光纤，为未来大规模量子网络的扩展提供了新的解决方案。

明亮的光线通过新设计的光纤传导。图片来源：卡梅隆·麦克嘉里/英国巴斯大学

量子技术以其强大的计算能力和无与伦比的安全性而备受期待。它不仅能够以前所未有的速度解决复杂的逻辑问题、开发新药，还能通过提供牢不可破的加密技术，为人们带来更安全的通信。然而，当前在全球范围内传输信息的有线网络，由于其实心光纤芯的结构，并不适合未来的量子通信需求。

传统光纤传输的光波长由石英玻璃的损耗决定，这与光量子技术所需的单光子源、量子比特和有源光学元件的工作波长并不兼容。因此，研究人员必须开发出与现有技术不同的支持设备，以确保其在未来量子网络中发挥作用。

巴斯大学的研究团队从光纤技术的角度分析了量子互联网的相关挑战，并提出了一系列实现稳健、大规模量子网络可扩展性的解决方案。这些方案包括用于长距离通信的光纤和允许量子中继器的特种光纤。新制造的特种光纤与标准电信光纤不同，其具有微结构芯，由沿光纤整个长度分布的复杂气穴图案组成。这些图案使人们可操纵光纤内部光的特性，创建纠缠光子对，改变光子的颜色，甚至捕获光纤内部的单个原子。

研究团队表示，特种光纤通过充当纠缠单光子源、量子波长转换器、低损耗开关或量子存储器容器，能在节点本身实现量子计算。同时，特种光纤可直接集成到网络中，极大延长了可运行距离。

新型光纤还能生成更多奇特的光量子态，应用于量子计算、精密传感和信息加密，这也为未来的量子计算机大规模应用奠定了基础。研究成果已发表在新一期《应用物理快报·量子》上。

本文原文来自《科技日报》