Зі стрімким розвитком інформаційних технологій проблема безпеки мережевих комунікацій стає все більш очевидною. Зі збільшенням обчислювальної потужності комп’ютерів традиційні методи шифрування стикаються з великим ризиком і будуть вразливими для декодування квантовими комп’ютерами. Тому вчені розробили технологію Quantum Key Distribution (QKD), засновану на квантовій механіці та криптографії, яка називається квантовою секретною комунікацією та забезпечує надійну гарантію інформаційної безпеки.
Принцип квантової таємної комунікації полягає в тому, що використання квантових станів не можна виміряти, а реплікація, на протилежних кінцях лінії зв’язку з квантовим ключем для шифрування інформації, якщо інформація перехоплюється або копіюється, вихідний квантовий стан буде знищено, так що передача Стороні знають про існування перехоплювача, тому також відомий як квантовий зв'язок повністю безпечна схема передачі даних.
Однак технологія квантової безпеки стикається з багатьма проблемами в наддалекому зв’язку. Один фотон квантового стану є неподільним і не може бути відтворений, тому його не можна відтворити та посилити, як традиційний зв’язок, що значно обмежує відстань розповсюдження квантового ключа в оптичному волокні. Таким чином, відстань передачі квантового секретного зв’язку на основі однофотонної технології значною мірою залежить від втрат у лінії, а оптичне волокно з меншим загасанням є ефективним способом збільшити відстань передачі.
Тому застосування оптичного волокна з наднизькими втратами в квантовій комунікації стане дуже важливим.
Отже, що таке волокно з наднизькими втратами?
Втрати оптичного волокна в основному виникають через втрати релеївського розсіювання та втрати матеріалу серцевини на поглинання. Серцевина традиційного оптичного волокна повинна бути легована, щоб покращити показник заломлення серцевини, але це призведе до високого релеївського розсіювання та ослаблення оптичного волокна. В оптичному волокні з наднизькими втратами в серцевині використовується чистий діоксид кремнію, а легування оболонки знижує показник заломлення, що не тільки зменшує загасання, спричинене релеївським розсіюванням серцевини, але й забезпечує передачу повного відбиття сигнального світла.
Застосування оптичного волокна з наднизькими втратами в квантовому зв'язку
Для квантової комунікації трьома найважливішими цілями практичної технології квантового розподілу ключів є збільшення відстані безпечного зв’язку, підвищення швидкості безпечного кодування та підвищення безпеки системи. Отже, як волокно з наднизькими втратами працює в цих аспектах?
1) Збільште безпечну відстань проходу
2) Збільшити кодову швидкість
3) Сприяти комерціалізації звичайного оптоволокна та оптоволоконної ко-волоконної передачі
Після того, як багато експериментальних установ випробували та випробували волокно з наднизькими втратами, волокно з наднизькими втратами має очевидні переваги у збільшенні безпечної відстані зв’язку, покращенні швидкості коду безпеки та підвищенні безпеки системи, що сприятиме квантовим обчисленням та квантовим . Швидкий розвиток захищених комунікацій відіграє важливу роль у мережевій інфраструктурі в епоху квантових обчислень.
