עם ההתפתחות המהירה של טכנולוגיית המידע, בעיית האבטחה של תקשורת רשת הופכת ברורה יותר ויותר. עם כוח החישוב הגובר של מחשבים, שיטות ההצפנה המסורתיות מתמודדות עם סיכונים גדולים ויהיו פגיעות לפענוח על ידי מחשבים קוונטיים. לכן, מדענים פיתחו את טכנולוגיית ההפצה המפתחות הקוונטית (QKD) המבוססת על מכניקת קוונטים והצפנה, הנקראת תקשורת סודית קוונטית ומספקת ערובה חזקה לאבטחת מידע.
העיקרון של תקשורת סודית קוונטית הוא שימוש במצבים קוונטיים לא ניתן למדוד ושכפול, בקצוות מנוגדים של קו התקשורת עם מפתח קוונטי להצפנת מידע, מידע אם ייירט או העתקה, המצב הקוונטי המקורי ייהרס, כך שהשידור הצד יודע את קיומו של המצותת, ולכן ידוע גם כתקשורת קוונטית ערכת העברת נתונים בטוחה לחלוטין.
עם זאת, טכנולוגיית אבטחה קוונטית מתמודדת עם אתגרים רבים בתקשורת למרחקים ארוכים במיוחד. הפוטון הבודד של המצב הקוונטי אינו ניתן לחלוקה ואי אפשר לשכפל אותו, ולכן לא ניתן לשכפל אותו ולהגביר אותו כמו תקשורת מסורתית, מה שמגביל מאוד את מרחק ההפצה של מפתח קוונטי בסיבים אופטיים. לכן, מרחק השידור של תקשורת סודית קוונטית המבוססת על טכנולוגיית פוטון בודד תלוי במידה רבה באובדן בקו, והסיב האופטי עם הנחתה נמוכה יותר הוא דרך יעילה להאריך את מרחק השידור.
לכן, היישום של סיבים אופטיים עם אובדן נמוך במיוחד בתקשורת קוונטית יהפוך חשוב מאוד.
אז מה זה סיבים בעלי אובדן נמוך במיוחד?
אובדן הסיבים האופטיים נובע בעיקר מאובדן פיזור ריילי ואובדן ספיגה של חומר הליבה. יש לסמם את הסיב האופטי המסורתי בליבה כדי לשפר את מקדם השבירה של הליבה, אך זה יוביל לפיזור ריילי גבוה ולהנחתת סיבים אופטיים. בסיבים אופטיים בעלי אובדן נמוך במיוחד, נעשה שימוש בסיליקה טהורה בליבה וסימום חיפוי מפחית את מקדם השבירה, מה שלא רק מפחית את ההנחתה הנגרמת על ידי פיזור ריילי של הליבה, אלא גם מממש את השידור של השתקפות מוחלטת של אור האות.
יישום של סיב אופטי בעל אובדן נמוך במיוחד בתקשורת קוונטית
עבור תקשורת קוונטית, שלוש המטרות החשובות ביותר של טכנולוגיית הפצת מפתח קוונטית מעשית הן הגדלת מרחק התקשורת המאובטח, שיפור קצב הקידוד המאובטח ושיפור אבטחת המערכת. אז איך מתפקדים סיבים בעלי אובדן נמוך במיוחד בהיבטים אלו?
1) הגדל את מרחק המעבר הבטוח
2) הגדל את קצב הקוד
3) לקדם את המסחור של העברת סיבים וסיביים משותפים
לאחר שמוסדות ניסויים רבים בדקו ובדקו את הסיב בעל אובדן נמוך במיוחד, לסיבים עם אובדן נמוך במיוחד יש יתרונות ברורים בהגדלת מרחק התקשורת הבטיחותית, שיפור קצב קוד האבטחה ושיפור האבטחה של המערכת, מה שיקדם מחשוב קוונטי וקוונטי. . ההתפתחות המהירה של תקשורת מאובטחת מהווה תשתית רשת חשובה בעידן המחשוב הקוונטי.
