Wraz z szybkim rozwojem technologii informatycznych problem bezpieczeństwa komunikacji sieciowej staje się coraz bardziej oczywisty. Wraz ze wzrostem mocy obliczeniowej komputerów tradycyjne metody szyfrowania są narażone na ogromne ryzyko i będą podatne na dekodowanie przez komputery kwantowe. Dlatego naukowcy opracowali technologię Quantum Key Distribution (QKD) opartą na mechanice kwantowej i kryptografii, która nazywana jest tajną komunikacją kwantową i zapewnia silną gwarancję bezpieczeństwa informacji.
Zasada tajnej komunikacji kwantowej polega na tym, że wykorzystanie stanów kwantowych nie może być mierzone, a replikacja na przeciwległych końcach linii komunikacyjnej z kluczem kwantowym do szyfrowania informacji, jeśli informacje zostaną przechwycone lub skopiowane, oryginalny stan kwantowy zostanie zniszczony, tak że transmisja strona wie o istnieniu podsłuchu, tak zwanej komunikacji kwantowej, całkowicie bezpiecznego schematu transmisji danych.
Jednak kwantowa technologia bezpieczeństwa napotyka wiele wyzwań w komunikacji na bardzo duże odległości. Pojedynczy foton stanu kwantowego jest niepodzielny i nie można go zduplikować, więc nie można go zduplikować i wzmocnić jak tradycyjna komunikacja, co znacznie ogranicza odległość dystrybucji klucza kwantowego w światłowodzie. Dlatego odległość transmisji tajnej komunikacji kwantowej opartej na technologii pojedynczego fotonu w dużej mierze zależy od strat w linii, a światłowód o niższym tłumieniu jest skutecznym sposobem na wydłużenie odległości transmisji.
Dlatego bardzo ważne stanie się zastosowanie światłowodu o ultraniskich stratach w komunikacji kwantowej.
Czym więc jest włókno ultra-niskostratne?
Utrata światłowodu wynika głównie z utraty rozpraszania Rayleigha i utraty absorpcji materiału rdzenia. Tradycyjne światłowód musi być domieszkowany w rdzeniu, aby poprawić współczynnik załamania światła rdzenia, ale doprowadzi to do wysokiego rozpraszania Rayleigha i tłumienia światłowodu. W światłowodzie o bardzo niskich stratach w rdzeniu zastosowano czystą krzemionkę, a domieszkowanie okładziny zmniejsza współczynnik załamania światła, co nie tylko zmniejsza tłumienie spowodowane rozpraszaniem Rayleigha w rdzeniu, ale także realizuje transmisję całkowitego odbicia światła sygnałowego.
Zastosowanie ultraniskostratnego światłowodu w komunikacji kwantowej
W przypadku komunikacji kwantowej trzy najważniejsze cele praktycznej technologii dystrybucji klucza kwantowego to zwiększenie odległości bezpiecznej komunikacji, poprawa szybkości bezpiecznego kodowania i poprawa bezpieczeństwa systemu. Jak więc światłowód o ultraniskich stratach radzi sobie w tych aspektach?
1) Zwiększ bezpieczną odległość przejścia
2) Zwiększ szybkość kodowania
3) Promowanie komercjalizacji transmisji światłowodowej i współwłóknowej
Po tym, jak wiele instytucji eksperymentalnych przetestowało i przetestowało światłowód o ultraniskich stratach, światłowód o ultraniskich stratach ma oczywiste zalety w zwiększaniu bezpiecznej odległości komunikacyjnej, poprawie współczynnika kodowania bezpieczeństwa i poprawie bezpieczeństwa systemu, co będzie promować obliczenia kwantowe i kwantowe . Szybki rozwój bezpiecznej komunikacji odgrywa ważną rolę w infrastrukturze sieciowej w dobie komputerów kwantowych.
