Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin, vấn đề bảo mật của truyền thông mạng ngày càng trở nên rõ ràng. Với khả năng tính toán ngày càng cao của máy tính, các phương pháp mã hóa truyền thống đang phải đối mặt với rủi ro lớn và sẽ dễ bị máy tính lượng tử giải mã. Do đó, các nhà khoa học đã phát triển công nghệ Phân phối khóa lượng tử (QKD) dựa trên cơ học lượng tử và mật mã, được gọi là liên lạc bí mật lượng tử và cung cấp sự đảm bảo mạnh mẽ cho bảo mật thông tin.
Nguyên lý của liên lạc bí mật lượng tử là sử dụng trạng thái lượng tử không thể đo lường và sao chép, ở hai đầu đối diện của đường liên lạc có khóa lượng tử để mã hóa thông tin, thông tin nếu bị chặn hoặc sao chép, trạng thái lượng tử ban đầu sẽ bị phá hủy, do đó đường truyền bên biết sự tồn tại của kẻ nghe lén, còn được gọi là truyền thông lượng tử sơ đồ truyền dữ liệu hoàn toàn an toàn.
Tuy nhiên, công nghệ bảo mật lượng tử phải đối mặt với nhiều thách thức trong giao tiếp khoảng cách cực xa. Photon đơn lẻ ở trạng thái lượng tử là không thể phân chia và không thể nhân đôi, vì vậy nó không thể được nhân đôi và khuếch đại như truyền thông truyền thống, điều này hạn chế rất nhiều khoảng cách phân phối của khóa lượng tử trong sợi quang. Do đó, khoảng cách truyền của liên lạc bí mật lượng tử dựa trên công nghệ photon đơn phần lớn phụ thuộc vào tổn thất trên đường truyền và sợi quang có độ suy giảm thấp hơn là một cách hiệu quả để kéo dài khoảng cách truyền.
Do đó, việc áp dụng sợi quang suy hao cực thấp trong truyền thông lượng tử sẽ trở nên rất quan trọng.
Vì vậy, chất xơ cực thấp là gì?
Suy hao sợi quang chủ yếu do suy hao tán xạ Rayleigh và suy hao hấp thụ của vật liệu lõi. Sợi quang truyền thống cần được pha tạp trong lõi để cải thiện chỉ số khúc xạ của lõi, nhưng nó sẽ dẫn đến tán xạ Rayleigh cao và suy hao sợi quang. Trong sợi quang có suy hao cực thấp, silica tinh khiết được sử dụng trong lõi và pha tạp lớp phủ làm giảm chỉ số khúc xạ, điều này không chỉ làm giảm sự suy giảm do tán xạ Rayleigh của lõi gây ra mà còn nhận ra sự truyền phản xạ toàn phần của ánh sáng tín hiệu.
Ứng dụng sợi quang suy hao cực thấp trong truyền thông lượng tử
Đối với truyền thông lượng tử, ba mục tiêu quan trọng nhất của công nghệ phân phối khóa lượng tử thực tế là tăng khoảng cách liên lạc an toàn, cải thiện tốc độ mã hóa an toàn và cải thiện tính bảo mật của hệ thống. Vậy sợi quang suy hao cực thấp hoạt động như thế nào trong các khía cạnh này?
1) Tăng khoảng cách đi lại an toàn
2) Tăng tỷ lệ mã
3) Thúc đẩy thương mại hóa truyền dẫn cáp quang và sợi quang chung
Sau khi nhiều tổ chức thử nghiệm đã thử nghiệm và kiểm tra sợi quang suy hao cực thấp, sợi quang suy hao cực thấp có lợi thế rõ ràng trong việc tăng khoảng cách liên lạc an toàn, cải thiện tốc độ mã bảo mật và cải thiện tính bảo mật của hệ thống, điều này sẽ thúc đẩy điện toán lượng tử và lượng tử . Sự phát triển nhanh chóng của truyền thông an toàn đóng vai trò là cơ sở hạ tầng mạng quan trọng trong kỷ nguyên điện toán lượng tử.
