Přijímač s kvantovým zesílením posiluje spojení optickými vlákny

Obrázek ukazující, jak se pro zpětnou vazbu používá detekce jednoho fotonu. Po potvrzení správných parametrů referenčního paprsku je vstupní stav zhasnut. Půjčka od Ivana Burenkova

Technologie může zabránit rázovým rázům zvýšením šířky pásma při současném snížení spotřeby energie.

Technologie optických vláken je svatým grálem vysokorychlostních telekomunikací na dlouhé vzdálenosti. S pokračujícím exponenciálním růstem internetového provozu vědci stále varují před kapacitní krizí.

Uvnitř AVS Kvantová vědaVědci z AIP Publishing, National Institute of Standards and Technology, University of Maryland ukazují, jak hrají kvantově vylepšené přijímače klíčovou roli při řešení této výzvy.

Vědci vyvinuli metodu zvyšování přijímačů založenou na vlastnostech kvantové fyziky, která dramaticky zvyšuje výkon sítě a současně významně snižuje bitovou rychlost (EBR) (spotřeba energie).

Technologie optických vláken se při detekci optických signálů a jejich převodu na elektrické signály spoléhá na přijímače. Známý podmíněný proces, hlavně kvůli náhodným výkyvům světla, vytváří „výstřelný šum“, který snižuje detekční kapacitu a zvyšuje EBR.

Aby se tento problém vyřešil, musí být signály neustále zesilovány, protože pulzující světlo je utlumeno podél optického kabelu, ale existuje limit zachování přiměřeného zesílení, když jsou signály sotva vnímatelné.

Ukázalo se, že kvantově vylepšené přijímače, které zpracovávají až dva bity klasické informace, zvládnou výstřelný šum, zlepšují detekci. Přesnost: v laboratoři. Tyto další kvantové přijímače používají samostatný referenční paprsek se samostatnou zpětnou vazbou detekce fotonů, takže počáteční impuls nakonec ruší vstupní signál, aby eliminoval šum výstřelu.

Vylepšený přijímač vědců však může dekódovat až čtyři bity na puls, protože dělá lepší práci při rozlišování mezi různými vstupními stavy.

Aby byla detekce efektivnější, vyvinuli modulační metodu využívající zpětnovazební algoritmus, který používá přesné časy detekce fotonů. Žádné opatření ještě není dokonalé, ale nový „plně vyvinutý“ komunikační systém poskytuje v průměru stále přesnější výsledky.

„Studovali jsme teorii komunikace – experimentální techniku ​​kvantového přijímače, abychom vytvořili praktický telekomunikační protokol, který z kvantového měření vytěží maximum,“ řekl autor Sergej Polyakov. „Podle našeho protokolu, protože chceme, aby vstupní signál obsahoval co nejméně fotonů, maximalizujeme šanci, že se referenční impuls obnoví, jakmile je detekován první foton, takže EBR je na konci měření.”

Odkaz. Ivan Burenkov, MV ab abir և Sergey V. Polyakov „Praktické kvantově zesílené přijímače pro klasickou komunikaci“, 2021 20. dubna AVS Kvantová věda,
DOI: 10.1116 / 5.0036959:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Výjimečná biologická rozmanitost ve 14,7 milionu let starém tropickém deštném pralese a osvětluje vývoj

Ekologická rekonstrukce bioty Zhangpu. Obrazový kredit: NIGPAS Nově objevený miocénní biom osvětluje vývoj deštného pralesa Mezinárodní výzkumná skupina vedená profesorem WANG Bo a profesorem SHI...

Newsletter

Subscribe to stay updated.