汉诺威莱布尼茨大学的研究人员开发出一种通过光纤传输纠缠光子的技术，该技术可以实现量子互联网和传统互联网的融合，有望增强安全性并有效利用现有基础设施。
来自汉诺威莱布尼茨大学光子学研究所的四名研究人员组成的团队开发了一种创新的发射器-接收器系统，用于通过光纤传输纠缠光子。
这项突破可能使下一代电信技术——量子互联网——能够通过光纤进行路由。量子互联网有望采用防窃听加密方法，甚至未来的量子计算机也无法解密，从而确保关键基础设施的安全。
在他们的实验中，研究人员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。这种效应使研究人员能够将相同颜色的激光脉冲和纠缠光子发射到光纤中，并在传输后将它们分离。图片来源：光子学研究所
“要使量子互联网成为现实，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 卓越集群董事会成员 Michael Kues 教授表示。“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。”
研究人员在实验中证明，即使光子与激光脉冲一起发送，光子的纠缠状态也能保持。“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，”研究量子互联网的光子学研究所博士生 Philip Rübeling 解释说。“这种效应使我们能够在光纤中将相同颜色的激光脉冲和纠缠光子组合在一起，然后再将它们分离。”
量子光学实验室的四位研究人员分别是 Jan Heine、Philip Rübeling、Michael Kues 和 Robert Johanning（从左至右）。图片来源：光子学研究所
推进混合网络
这种效应可以将传统互联网与量子互联网整合在一起。到目前为止，还不可能在光纤中同时使用每种颜色的两种传输方法。“纠缠光子阻塞了光纤中的数据通道，阻止了其用于传统数据传输，”Kues 团队的博士生 Jan Heine 说。
实验中首次演示了这一概念，现在光子可以在与激光相同的颜色通道中发送。这意味着所有颜色通道仍可用于传统数据传输。“我们的实验展示了混合网络的实际实施如何取得成功，”Michael Kues 教授说。
参考文献：Philip Rübeling、Jan Heine、Robert Johanning 和 Michael Kues 撰写的“通过电光 serrodyne 技术在单频信道上进行量子和相干信号传输”，2024 年 7 月 26 日，Science Advances。DOI：10.1126/sciadv.adn8907（By Leibniz University Hannover）
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