量子信息與傳統數據實現同一光纖傳輸

科技日報記者 劉霞

德國萊布尼茲大學光子研究所所長邁克爾·庫士領導的團隊，首次讓量子信息和傳統數據“搭乘”同一根光纖通道成功傳輸。這意味着在理論上，未來的量子互聯網可使用現有基礎設施。相關論文發表於《科學進展》雜誌。

圖片來源：美國趣味科學網站

目前，大多數關於構建量子互聯網的研究都認爲，需要爲量子數據提供單獨的基礎設施或專用通道，以避免傳統數據的干擾。但最新研究表明，以糾纏光子形式出現的量子數據和以激光脈衝形式發送的傳統數據可共享相同的基礎設施，爲更有效地實現量子通信鋪平了道路。

光纖電纜由細玻璃或塑料纖維組成，以紅外光脈衝的形式，通過不同的顏色通道傳輸數據，每個顏色通道對應特定波長的光。研究人員此前證明，量子數據可通過標準光纖電纜傳輸。但糾纏光子的這種糾纏狀態非常脆弱，很容易因爲噪聲或其他信號（例如共享同一光纖通道的其他數據）的干擾而出現退相干。退相干會使量子比特失去量子態，導致數據丟失。

爲應對這一挑戰，庫士等人使用電—光相位調製技術，來精確調整激光脈衝的頻率，使其與糾纏光子的顏色相匹配。如此一來，量子數據和傳統數據能夠在相同的顏色通道中傳輸，而不會破壞糾纏光子所攜帶的量子信息。

研究人員表示，最新研究是將傳統互聯網與量子互聯網相結合的重要一步，有助釋放光纖電纜中的其他顏色通道，傳輸更多數據。