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汉诺威莱布尼茨大学研究人员实现光纤传输纠缠光子技术

在量子通信领域,一项里程碑式的发现或将引领电信技术迈向新的时代。汉诺威莱布尼茨大学(Leibniz University Hannover)的研究人员成功开发出一种通过光纤传输纠缠光子的技术,为实现量子互联网与传统互联网的融合奠定了基础。

创新技术提升网络安全性

据光子学研究所报道,该研究小组的四位科学家 Jan Heine、Philip Rübeling、Michael Kues 和 Robert Johanning 开发出一种创新的发射接收系统,能够通过光纤传输纠缠光子。这一技术的突破,不仅有望提高网络安全性,还能有效利用现有的互联网基础设施。

量子互联网的加密方法具有防窃听的特性,即使是未来的量子计算机也无法解密。这对于保护关键基础设施的安全具有重要意义。

高速电信号实现颜色匹配

在实验中,研究人员通过高速电信号改变激光脉冲的颜色,使其与纠缠光子的颜色相匹配。这种匹配效果使得激光脉冲和相同颜色的纠缠光子能够一起发射到光纤中,并在传输后成功分离。

“为了实现量子互联网,我们需要通过光纤网络传输纠缠光子,”汉诺威莱布尼茨大学光子学研究所所长兼 PhoenixD 英才集群董事会成员 Michael Kues 教授博士说。“我们还希望继续使用光纤进行传统数据传输。我们的研究是将传统互联网与量子互联网相结合的重要一步。”

保持纠缠状态,实现混合网络

研究小组在实验中证明,即使光子与激光脉冲一起发送,它们之间的纠缠状态也能保持。博士生菲利普-吕贝林解释说:“我们可以用高速电信号改变激光脉冲的颜色,使其与纠缠光子的颜色相匹配。这种效果使我们能够在光纤中将相同颜色的激光脉冲和纠缠光子结合在一起,然后再将它们分开。”

此前,由于纠缠光子阻塞了光纤中的数据通道,使得在同一根光纤中同时使用两种颜色的传输方式变得不可能。但现在,通过这一创新技术,光子可以在与激光相同的颜色通道中发送,从而确保所有颜色通道仍可用于传统数据传输。

量子光学实验室的研究成果

这一突破性的研究成果,不仅展现了量子光学实验室科学家们的创新精神,也为未来的电信技术发展指明了方向。迈克尔-库斯教授表示:“我们的实验展示了混合网络的实际应用是如何取得成功的。”

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图:汉诺威莱布尼茨大学光子学研究所的研究成果示意图

随着这一技术的进一步发展和应用,量子互联网与传统互联网的融合将不再遥远,未来网络的安全性和效率将得到极大的提升。这一里程碑式的发现,或将引领全球电信行业迈向全新的发展阶段。


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