美国物理研究所 显示单光子检测如何用于反馈的图示
一旦建立了参考光束的正确参数,输入状态就消失了
信用:伊万布伦科夫 光纤技术是高速、长距离电信的圣杯
然而,随着互联网流量的持续指数级增长,研究人员警告称,将出现容量紧缩
在AVS量子科学中,来自国家标准与技术研究所和马里兰大学的研究人员展示了量子增强接收器如何在应对这一挑战中发挥关键作用
科学家们开发了一种基于量子物理特性增强接收机的方法,以显著提高网络性能,同时显著降低误码率和能耗
光纤技术依靠接收器来检测光信号并将其转换成电信号
传统的检测过程主要是随机光波动的结果,会产生“散粒噪声”,这会降低检测能力并增加信噪比
为了解决这个问题,当脉冲光沿着光缆变弱时,信号必须不断地被放大,但是当信号变得难以察觉时,保持足够的放大是有限制的
量子增强型接收器可处理多达两位的经典信息,并可克服散粒噪声,已被证明可提高实验室环境中的检测精度
在这些和其他量子接收器中,使用具有单光子检测反馈的独立参考光束,因此参考脉冲最终抵消输入信号以消除散粒噪声
然而,研究人员的增强型接收器可以解码每个脉冲多达4位,因为它在区分不同的输入状态方面做得更好
为了实现更有效的检测,他们开发了一种调制方法,并利用单光子检测的精确时间实现了一种反馈算法
然而,没有单一的测量是完美的,但是新的整体设计的通信系统平均产生越来越精确的结果
作者谢尔盖·波利亚科夫说:“我们研究了通信理论和量子接收器的实验技术,以提出一种实用的电信协议,最大限度地利用量子测量的优势。”
“根据我们的协议,因为我们希望输入信号包含尽可能少的光子,所以我们最大化了参考脉冲在第一次光子检测后更新到正确状态的机会,因此在测量结束时,电子背散射率最小化
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