Китайские ученые научились усиливать сигнал квантовых линий связи
Китайские ученые добились распределения квантовых ключей с двумя полями (TF-QKD) при помощи оптического волокна протяженностью 511 км, соединяющего два отдаленных мегаполиса, что доказывает техническую осуществимость в практических условиях и прокладывает путь к созданию квантовой сети на дальних расстояниях, сообщает 27 июня агентство Синьхуа.
Полевые испытания проводились под руководством Пань Цзяньвэя из Университета науки и техники Китая по каналу между Циндао и Цзинанем в провинции Шаньдун на востоке страны. Результаты эксперимента были опубликованы в журнале Nature Photonics, рецензируемом научном журнале издательской группы Nature.
Подобно оптоволоконной связи (OFC), квантовое состояние также экспоненциально уменьшается с расстоянием передачи. Для OFC оптический усилитель используется для ретрансляции оптического сигнала каждые 80 км для построения дальней волоконной сети.
Усилителя для одного неизвестного квантового состояния, однако, не существует, потому что квантовый сигнал либо разрушается, либо возникают дополнительные шумы, как только он усиливается из-за теоремы о запрете квантового клонирования. Поэтому простой оптический усилитель не может быть использован для дальнемагистрального оптоволоконного квантового распределения ключей (QKD). На сегодняшний день самое продолжительное зарегистрированное полевое испытание QKD составляет около 90 км.
Двухпольный QKD — это новая технология, которая теоретически может реализовать дальнемагистральное QKD. Исследовательская группа уже реализовала TF-QKD на 500 км расстоянии в своей лаборатории, но человеческий голос или другие действия не могут быть запрещены в реальной среде, что может повлиять на квантовую стабильность. Поэтому проведение эксперимента в полевых условиях необходимо не только для доказательства его осуществимости, но и является важным шагом для изучения возможностей будущих глобальных сетей QKD.
Эта работа доказывает осуществимость TF-QKD в практических условиях и прокладывает путь к созданию волоконно-оптических квантовых сетей большой протяженности. Ожидается, что методы, разработанные в рамках данной работы, найдут немедленное применение в более общих приложениях, таких как квантовые повторители и архитектура на основе фазы для квантового Интернета, говорится в исследовательской статье.
