Tietotekniikan nopean kehityksen myötä verkkoviestinnän turvallisuusongelma tulee yhä ilmeisemmäksi. Tietokoneiden lisääntyvän laskentatehon myötä perinteiset salausmenetelmät ovat suurien riskien edessä ja ovat alttiina kvanttitietokoneiden suorittamalle koodauksen purkamiselle. Siksi tutkijat kehittivät kvanttimekaniikkaan ja kryptografiaan perustuvan Quantum Key Distribution (QKD) -teknologian, jota kutsutaan Quantum Secret Communicationiksi ja joka tarjoaa vahvan tietoturvan takuun.
Kvanttisalaisen viestinnän periaate on, että kvanttitilojen käyttöä ei voida mitata ja replikointia, viestintälinjan vastakkaisissa päissä kvanttiavaimella tiedon salaukseen, siepatettaessa tai kopioitaessa alkuperäinen kvanttitila tuhoutuu niin, että lähetys puolella tietävät olemassaolon salakuuntelija, joka tunnetaan myös nimellä kvanttiviestintä täysin turvallinen tiedonsiirtojärjestelmä.
Kvanttiturvallisuusteknologialla on kuitenkin monia haasteita erittäin pitkän matkan viestinnässä. Yksittäinen kvanttitilan fotoni on jakamaton eikä sitä voi monistaa, joten sitä ei voida monistaa ja vahvistaa kuten perinteistä viestintää, mikä rajoittaa suuresti kvanttiavaimen jakautumisetäisyyttä optisessa kuidussa. Siksi yksifotoniteknologiaan perustuvan kvanttisalaisen viestinnän siirtoetäisyys riippuu suurelta osin linjan häviöstä, ja optinen kuitu, jolla on pienempi vaimennus, on tehokas tapa pidentää lähetysetäisyyttä.
Siksi erittäin pienihäviöisen optisen kuidun soveltaminen kvanttiviestintään tulee erittäin tärkeäksi.
Joten mikä on erittäin vähähäviöinen kuitu?
Optisen kuidun menetys johtuu pääasiassa ydinmateriaalin Rayleigh-sirontahäviöstä ja absorptiohäviöstä. Perinteinen optinen kuitu on seostettava ytimeen ytimen taitekertoimen parantamiseksi, mutta se johtaa korkeaan Rayleigh-sirontaan ja optisen kuidun vaimenemiseen. Erittäin pienihäviöisessä optisessa kuidussa ytimessä käytetään puhdasta piidioksidia ja päällysteseostus vähentää taitekerrointa, mikä ei ainoastaan vähennä ytimen Rayleigh-sirontasta aiheutuvaa vaimennusta, vaan myös toteuttaa signaalivalon kokonaisheijastuksen läpäisyn.
Erittäin pienihäviöisen optisen kuidun käyttö kvanttiviestinnässä
Kvanttiviestinnässä käytännön kvanttiavaimen jakelutekniikan kolme tärkeintä tavoitetta ovat tietoliikenneetäisyyden lisääminen, suojatun koodausnopeuden parantaminen ja järjestelmän turvallisuuden parantaminen. Joten miten erittäin vähähäviöinen kuitu toimii näissä asioissa?
1) Kasvata turvallista kulkuetäisyyttä
2) Lisää koodinopeutta
3) Edistää yhteisen kuidun ja kuitujen rinnakkaiskuitusiirron kaupallistamista
Sen jälkeen kun monet kokeelliset laitokset ovat testanneet ja testannut erittäin pienihäviöistä kuitua, erittäin pienihäviöisellä kuidulla on ilmeisiä etuja turvaviestintäetäisyyden lisäämisessä, turvakoodinopeuden parantamisessa ja järjestelmän turvallisuuden parantamisessa, mikä edistää kvanttilaskentaa ja kvanttilaskentaa. . Turvallisen viestinnän nopea kehitys on tärkeä verkkoinfrastruktuuri kvanttilaskennan aikakaudella.
