情報技術の急速な発展に伴い、ネットワーク通信のセキュリティ問題がますます明らかになってきています。 コンピューターの計算能力が増大するにつれて、従来の暗号化手法は大きなリスクに直面しており、量子コンピューターによる解読に対して脆弱になります。 そこで科学者たちは、量子力学と暗号に基づいた量子鍵配布 (QKD) テクノロジーを開発しました。これは量子秘密通信と呼ばれ、情報セキュリティの強力な保証を提供します。
量子秘密通信の原理は、量子状態を測定することができず、通信回線の両端で情報を暗号化するために量子鍵を使用して複製することです。情報が傍受されたりコピーされたりすると、元の量子状態は破壊され、送信は不可能になります。盗聴者の存在を側が知ることができるため、完全に安全なデータ伝送方式である量子通信とも呼ばれます。
しかし、量子セキュリティ技術は、超長距離通信において多くの課題に直面しています。 量子状態の単一光子は分割できず複製できないため、従来の通信のように複製して増幅することができず、光ファイバー内での量子鍵の配布距離が大幅に制限されます。 したがって、単一光子技術による量子秘密通信の伝送距離は回線損失に大きく依存し、伝送距離を延ばすには減衰の少ない光ファイバが有効です。
したがって、超低損失光ファイバの量子通信への応用は非常に重要になる。
では、超低損失ファイバーとは何でしょうか?
光ファイバの損失は主にレイリー散乱損失とコア材料の吸収損失によって生じます。 従来の光ファイバは、コアの屈折率を向上させるためにコアにドープする必要がありますが、これにより高いレイリー散乱と光ファイバの減衰が発生します。 超低損失光ファイバでは、コアに純シリカを使用し、クラッドのドーピングにより屈折率を下げることで、コアのレイリー散乱による減衰を低減するだけでなく、信号光の全反射伝送を実現します。
超低損失光ファイバーの量子通信への応用
量子通信における実用的な量子鍵配布技術の最も重要な目標は、安全な通信距離の増加、安全な符号化率の向上、システムの安全性の向上の3つです。 では、超低損失ファイバーはこれらの側面でどのように機能するのでしょうか?
1) 安全な通行距離を増やす
2) コードレートを上げる
３）共用光ファイバおよび共用光ファイバ伝送の商用化の推進
多くの実験機関が超低損失ファイバーをテストおよびテストした結果、超低損失ファイバーには、安全な通信距離の増加、セキュリティコードレートの向上、システムのセキュリティの向上において明らかな利点があり、これにより量子コンピューティングと量子通信が促進されます。 。 安全な通信の急速な発展は、量子コンピューティングの時代において重要なネットワーク インフラストラクチャの役割を果たします。
