S hitrim razvojem informacijske tehnologije postaja varnostni problem omrežne komunikacije vedno bolj očiten. Z naraščajočo računalniško močjo računalnikov se tradicionalne metode šifriranja soočajo z velikimi tveganji in bodo ranljive za dekodiranje s kvantnimi računalniki. Zato so znanstveniki razvili tehnologijo Quantum Key Distribution (QKD), ki temelji na kvantni mehaniki in kriptografiji, ki se imenuje Quantum secret communication in zagotavlja močno jamstvo za informacijsko varnost.
Načelo kvantne skrivne komunikacije je, da uporabe kvantnih stanj ni mogoče izmeriti in replikacija, na nasprotnih koncih komunikacijske linije s kvantnim ključem za šifriranje informacij, če je informacija prestrežena ali kopirana, bo prvotno kvantno stanje uničeno, tako da bo prenos stran pozna obstoj prisluškovalca, tako znanega tudi kot kvantna komunikacija popolnoma varna shema prenosa podatkov.
Vendar se tehnologija kvantne varnosti sooča s številnimi izzivi pri komunikaciji na ultra dolge razdalje. En sam foton kvantnega stanja je nedeljiv in ga ni mogoče podvojiti, zato ga ni mogoče podvojiti in ojačati kot tradicionalna komunikacija, kar močno omejuje razdaljo porazdelitve kvantnega ključa v optičnem vlaknu. Zato je razdalja prenosa kvantne skrivne komunikacije, ki temelji na tehnologiji enega fotona, v veliki meri odvisna od izgube v liniji, optično vlakno z nižjo atenuacijo pa je učinkovit način za podaljšanje razdalje prenosa.
Zato bo uporaba optičnih vlaken z ultra nizkimi izgubami v kvantni komunikaciji postala zelo pomembna.
Torej, kaj so vlakna z ultra nizkimi izgubami?
Izguba optičnih vlaken je v glavnem posledica izgube zaradi Rayleighovega sipanja in izgube absorpcije materiala jedra. Tradicionalno optično vlakno je treba v jedru dopirati, da se izboljša lomni količnik jedra, vendar bo to povzročilo visoko Rayleighovo sipanje in slabljenje optičnega vlakna. V optičnih vlaknih z ultra nizkimi izgubami se v jedru uporablja čisti silicijev dioksid, dopiranje obloge pa zmanjša lomni količnik, kar ne le zmanjša slabljenje, ki ga povzroča Rayleighovo sipanje jedra, ampak tudi uresniči prenos popolnega odboja signalne svetlobe.
Uporaba optičnega vlakna z ultra nizkimi izgubami v kvantni komunikaciji
Za kvantno komunikacijo so trije najpomembnejši cilji praktične tehnologije kvantne distribucije ključev povečati razdaljo varne komunikacije, izboljšati hitrost varnega kodiranja in izboljšati varnost sistema. Torej, kako se vlakna z ultra nizkimi izgubami obnesejo v teh vidikih?
1) Povečajte varno razdaljo prehoda
2) Povečajte kodno hitrost
3) Spodbujanje komercializacije običajnih optičnih vlaken in optičnih optičnih vlaken
Potem ko so številne eksperimentalne ustanove preizkusile in preizkusile vlakna z ultra nizko izgubo, ima vlakno z ultra nizko izgubo očitne prednosti pri povečanju varnostne komunikacijske razdalje, izboljšanju stopnje varnostne kode in izboljšanju varnosti sistema, kar bo spodbujalo kvantno računalništvo in kvantno . Hiter razvoj varnih komunikacij igra pomembno omrežno infrastrukturo v dobi kvantnega računalništva.
