Με τη ραγδαία ανάπτυξη της πληροφορικής, το πρόβλημα ασφάλειας της δικτυακής επικοινωνίας γίνεται όλο και πιο εμφανές. Με την αυξανόμενη υπολογιστική ισχύ των υπολογιστών, οι παραδοσιακές μέθοδοι κρυπτογράφησης αντιμετωπίζουν μεγάλους κινδύνους και θα είναι ευάλωτες στην αποκωδικοποίηση από κβαντικούς υπολογιστές. Ως εκ τούτου, οι επιστήμονες ανέπτυξαν την τεχνολογία Quantum Key Distribution (QKD) που βασίζεται στην κβαντική μηχανική και κρυπτογραφία, η οποία ονομάζεται Quantum Secret επικοινωνία και παρέχει ισχυρή εγγύηση για την ασφάλεια των πληροφοριών.
Η αρχή της κβαντικής μυστικής επικοινωνίας είναι ότι η χρήση κβαντικών καταστάσεων δεν μπορεί να μετρηθεί και η αναπαραγωγή, στα απέναντι άκρα της γραμμής επικοινωνίας με κβαντικό κλειδί για κρυπτογράφηση πληροφοριών, πληροφορίες εάν υποκλαπούν ή αντιγραφούν, η αρχική κβαντική κατάσταση θα καταστραφεί, έτσι ώστε η μετάδοση πλευρά γνωρίζουν την ύπαρξη του κρυφακού, τόσο γνωστό ως κβαντική επικοινωνία απολύτως ασφαλές σύστημα μετάδοσης δεδομένων.
Ωστόσο, η τεχνολογία κβαντικής ασφάλειας αντιμετωπίζει πολλές προκλήσεις στην επικοινωνία εξαιρετικά μεγάλων αποστάσεων. Το μοναδικό φωτόνιο της κβαντικής κατάστασης είναι αδιαίρετο και δεν μπορεί να αντιγραφεί, επομένως δεν μπορεί να αντιγραφεί και να ενισχυθεί όπως η παραδοσιακή επικοινωνία, η οποία περιορίζει σημαντικά την απόσταση κατανομής του κβαντικού κλειδιού στην οπτική ίνα. Επομένως, η απόσταση μετάδοσης της κβαντικής μυστικής επικοινωνίας που βασίζεται στην τεχνολογία ενός φωτονίου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την απώλεια στη γραμμή και η οπτική ίνα με χαμηλότερη εξασθένηση είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος επέκτασης της απόστασης μετάδοσης.
Επομένως, η εφαρμογή οπτικής ίνας εξαιρετικά χαμηλής απώλειας στην κβαντική επικοινωνία θα γίνει πολύ σημαντική.
Λοιπόν, τι είναι η ίνα εξαιρετικά χαμηλής απώλειας;
Η απώλεια οπτικής ίνας προέρχεται κυρίως από απώλεια σκέδασης Rayleigh και απώλεια απορρόφησης του υλικού πυρήνα. Η παραδοσιακή οπτική ίνα πρέπει να προστεθεί στον πυρήνα για να βελτιωθεί ο δείκτης διάθλασης του πυρήνα, αλλά θα οδηγήσει σε υψηλή σκέδαση Rayleigh και εξασθένηση της οπτικής ίνας. Σε οπτικές ίνες εξαιρετικά χαμηλών απωλειών, χρησιμοποιείται καθαρό πυρίτιο στον πυρήνα και το ντόπινγκ επένδυσης μειώνει τον δείκτη διάθλασης, ο οποίος όχι μόνο μειώνει την εξασθένηση που προκαλείται από τη σκέδαση Rayleigh του πυρήνα, αλλά πραγματοποιεί επίσης τη μετάδοση της συνολικής ανάκλασης του φωτός σήματος.
Εφαρμογή οπτικής ίνας εξαιρετικά χαμηλής απώλειας στην κβαντική επικοινωνία
Για την κβαντική επικοινωνία, οι τρεις πιο σημαντικοί στόχοι της πρακτικής τεχνολογίας διανομής κβαντικών κλειδιών είναι η αύξηση της ασφαλούς απόστασης επικοινωνίας, η βελτίωση του ασφαλούς ρυθμού κωδικοποίησης και η βελτίωση της ασφάλειας του συστήματος. Πώς αποδίδουν λοιπόν οι ίνες εξαιρετικά χαμηλής απώλειας σε αυτές τις πτυχές;
1) Αυξήστε την απόσταση ασφαλούς διέλευσης
2) Αυξήστε τον ρυθμό κωδικού
3) Προώθηση της εμπορευματοποίησης της μετάδοσης κοινών ινών και ινών
Αφού πολλά πειραματικά ιδρύματα έχουν δοκιμάσει και δοκιμάσει την ίνα εξαιρετικά χαμηλής απώλειας, η ίνα εξαιρετικά χαμηλής απώλειας έχει προφανή πλεονεκτήματα στην αύξηση της απόστασης επικοινωνίας ασφαλείας, τη βελτίωση του ρυθμού κωδικού ασφαλείας και τη βελτίωση της ασφάλειας του συστήματος, η οποία θα προωθήσει τον κβαντικό υπολογισμό και την κβαντική . Η ταχεία ανάπτυξη ασφαλών επικοινωνιών παίζει μια σημαντική δικτυακή υποδομή στην εποχή των κβαντικών υπολογιστών.
