- 28,543
- 46
- 8 Ноя 2022
Эксперимент показал, что квантовая связь может работать на одном кабеле с трафиком в 1,6 терабита в секунду.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/675;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Один оптоволоконный кабель впервые одновременно передал обычный интернет-трафик и квантовую запутанность между удалёнными узлами. Специалисты Северо-Западного университета США провели опыт на действующей линии длиной 24,4 км между Эванстоном и Чикаго, не отключая мощную классическую систему связи.
По волокну одновременно передавались запутанные фотоны, два обычных канала общей скоростью 1,6 Тбит/с и сигнал точной синхронизации. Остальную доступную полосу заполнили оптическим излучением, как принято в современных магистральных системах. Такая нагрузка имитировала работу полностью занятой коммерческой линии, а не упрощённую лабораторную установку.
Главная сложность заключалась в том, что яркие классические сигналы создают в волокне фоновый шум, способный заглушить отдельные фотоны. Авторы разделили потоки по длинам волн. Обычные данные передавались в диапазоне около 1530–1570 нм, а квантовый сигнал разместили на длине волны 1290 нм, где помехи оказались заметно слабее. Узкие спектральные фильтры и временное окно шириной 300 пикосекунд дополнительно отсекали посторонние фотоны.
После прохождения линии видимость квантовой интерференции во всех проверенных режимах осталась выше 94,8%. Точность, с которой переданное состояние соответствовало эталонному состоянию Белла, достигла 94,2% и не изменилась, когда включили обычный трафик. Состояние на загруженном волокне совпало с результатом на свободной линии на 98,8%, что показывает: обычная связь повлияла на результат минимально.
Чтобы согласовать измерения в двух городах, специалисты применили оптическую систему синхронизации White Rabbit. Расхождение времени между приборами составляло лишь несколько пикосекунд, поэтому детекторы могли точно сопоставлять фотоны, зарегистрированные на разных концах линии.
Хотя в опыте передали 1,6 Тбит/с обычных данных, оборудование поддерживает до 36,8 Тбит/с, не повышая общую мощность сигнала. Как подсчитали авторы, если фоновое заполнение заменить реальными каналами, по которым передают данные, это не должно ухудшить квантовую связь , поскольку уровень помех зависит прежде всего от мощности и выбранных длин волн, а не от того, с какой скоростью передают данные.
Авторы называют работу первым опытом, когда квантовую запутанность распределили между физически разделёнными узлами по действующему волокну вместе с независимым широкополосным трафиком. Опыт пока ограничен расстоянием в 24,4 км и несколькими часами работы, в течение которых сигнал не корректировали автоматически. Следующим шагом станут линии длиной 50–100 км и системы, способные непрерывно компенсировать изменения поляризации и задержки фотонов.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:1200/675;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
<div itemprop="articleBody">Один оптоволоконный кабель впервые одновременно передал обычный интернет-трафик и квантовую запутанность между удалёнными узлами. Специалисты Северо-Западного университета США провели опыт на действующей линии длиной 24,4 км между Эванстоном и Чикаго, не отключая мощную классическую систему связи.
По волокну одновременно передавались запутанные фотоны, два обычных канала общей скоростью 1,6 Тбит/с и сигнал точной синхронизации. Остальную доступную полосу заполнили оптическим излучением, как принято в современных магистральных системах. Такая нагрузка имитировала работу полностью занятой коммерческой линии, а не упрощённую лабораторную установку.
Главная сложность заключалась в том, что яркие классические сигналы создают в волокне фоновый шум, способный заглушить отдельные фотоны. Авторы разделили потоки по длинам волн. Обычные данные передавались в диапазоне около 1530–1570 нм, а квантовый сигнал разместили на длине волны 1290 нм, где помехи оказались заметно слабее. Узкие спектральные фильтры и временное окно шириной 300 пикосекунд дополнительно отсекали посторонние фотоны.
После прохождения линии видимость квантовой интерференции во всех проверенных режимах осталась выше 94,8%. Точность, с которой переданное состояние соответствовало эталонному состоянию Белла, достигла 94,2% и не изменилась, когда включили обычный трафик. Состояние на загруженном волокне совпало с результатом на свободной линии на 98,8%, что показывает: обычная связь повлияла на результат минимально.
Чтобы согласовать измерения в двух городах, специалисты применили оптическую систему синхронизации White Rabbit. Расхождение времени между приборами составляло лишь несколько пикосекунд, поэтому детекторы могли точно сопоставлять фотоны, зарегистрированные на разных концах линии.
Хотя в опыте передали 1,6 Тбит/с обычных данных, оборудование поддерживает до 36,8 Тбит/с, не повышая общую мощность сигнала. Как подсчитали авторы, если фоновое заполнение заменить реальными каналами, по которым передают данные, это не должно ухудшить квантовую связь , поскольку уровень помех зависит прежде всего от мощности и выбранных длин волн, а не от того, с какой скоростью передают данные.
Авторы называют работу первым опытом, когда квантовую запутанность распределили между физически разделёнными узлами по действующему волокну вместе с независимым широкополосным трафиком. Опыт пока ограничен расстоянием в 24,4 км и несколькими часами работы, в течение которых сигнал не корректировали автоматически. Следующим шагом станут линии длиной 50–100 км и системы, способные непрерывно компенсировать изменения поляризации и задержки фотонов.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
