作者:普渡大学凯拉·怀尔斯 一项新的研究表明，使用可编程波长选择开关可以帮助增加量子网络中的用户数量，而不会增加开关设备的光子损耗
学分:普渡大学图像/纳文·林加拉朱 当量子计算机变得更加强大和普及时，它们将需要一个强大的量子互联网来进行通信
普渡大学的工程师解决了一个阻碍量子网络发展的问题，量子网络足够大，可以可靠地支持超过少数用户
这种方法在Optica上发表的一篇论文中进行了演示，有助于为大量量子计算机、量子传感器和其他量子技术准备好上线并相互通信奠定基础
该团队部署了一个可编程开关，通过选择和重定向承载不同数据通道的光波长来调整每个用户的数据量，从而有可能在网络变大时增加用户数量，而不会增加光子损耗
如果光子丢失了，量子信息也就丢失了——这是一个光子通过光纤网络传播得越远就越容易发生的问题
普渡大学西弗勒斯家族电气和计算机工程杰出教授安德鲁·韦纳说:“我们展示了一种方法，只需一台设备——波长选择开关——就可以完成波长路由，原则上可以建立一个12到20个用户的网络，甚至更多。”
“以前的方法需要物理地交换几十个调谐到各个波长的固定滤光器，这使得调整用户之间连接的能力实际上不可行，光子损失的可能性更大
" 工程师们不必在每次新用户加入网络时都添加这些滤波器，只需对波长选择开关进行编程，就可以将携带数据的波长导向每个新用户，从而降低运营和维护成本，并使量子互联网更加高效
波长选择开关也可以被编程以根据用户的需要来调整带宽，这在固定的光学滤波器中是不可能的
一些用户可能使用比其他用户需要更多带宽的应用程序，类似于通过基于网络的流媒体服务观看节目比发送电子邮件使用更多带宽
对于量子互联网来说，在用户之间形成连接和调整带宽意味着分配纠缠，即光子保持彼此之间固定的量子力学关系的能力，无论它们在网络中连接用户的距离有多远
纠缠在量子计算和量子信息处理中起着关键作用
“当人们谈论量子互联网时，这是在两个不同的站之间远程产生纠缠的想法，比如在量子计算机之间，”普渡大学的纳文·林加拉朱说
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电气和计算机工程专业的学生
“我们的方法改变了不同用户之间共享纠缠光子的速率
这些纠缠光子可能被用作纠缠两个不同站的量子计算机或量子传感器的资源
" 普渡大学的研究人员与橡树岭国家实验室的研究科学家约瑟夫·卢肯斯合作进行了这项研究
该团队部署的波长选择开关基于类似的技术，用于调整当今经典通信的带宽
该交换机还能够像现在的传统光波通信一样，使用“弹性网格”将带宽分配给不同波长和位置的用户，而不是局限于一系列固定的波长，每个波长在固定的位置都有固定的带宽或信息承载能力
韦纳说:“我们第一次试图利用类似的设备，从这些经典通信概念中获得某种启发，指出它对量子网络的潜在优势。”
该团队正致力于使用波长选择开关构建更大的网络
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