Receptor avansat cuantum avansat crește comunicațiile cu fibră optică

Ilustrație care arată cum este utilizată o detecție de fotoni pentru feedback. Odată stabiliți parametrii corecți pentru raza de referință, starea de intrare se stinge. Credit: Ivan Burenkov

Tehnologia poate evita criza capacității prin creșterea lățimii de bandă prin reducerea consumului de energie.

Tehnologia cu fibre optice este groapa sacră a telecomunicațiilor de mare viteză, pe distanțe lungi. Cu toate acestea, odată cu creșterea exponențială continuă a traficului pe internet, cercetătorii avertizează asupra unei crize a capacității.

ÎN AVS Science Quantum, de AIP Publishing, cercetătorii de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie și Universitatea din Maryland arată cum receptorii cuantici extinși pot juca un rol critic în abordarea acestei provocări.

Oamenii de știință au dezvoltat o metodă de creștere a receptorilor bazată pe proprietățile fizicii cuantice pentru a crește dramatic performanța rețelei prin reducerea semnificativă a ratei de eroare (EBR) și a consumului de energie.

Tehnologia cu fibră optică se bazează pe receptoare pentru a detecta semnale optice și a le converti în semnale electrice. Procesul convențional de detecție, în principal ca urmare a fluctuațiilor de lumină aleatorii, produce „zgomot de șoc”, ceea ce reduce capacitatea de detectare și mărește EBR.

Pentru a rezolva această problemă, semnalele trebuie amplificate continuu pe măsură ce lumina pulsată devine mai slabă de-a lungul cablului optic, dar există o limită pentru menținerea unei amplificări adecvate atunci când semnalele devin abia vizibile.

S-a demonstrat că receptoarele cuantice îmbunătățite care procesează până la două bucăți de informații clasice și pot depăși zgomotul împușcat îmbunătățesc detectarea precizie în medii de laborator. La acești și la alți receptori cuantici, se utilizează un fascicul de referință special cu o singură reacție de detectare a fotonilor, astfel încât pulsul de referință anulează în cele din urmă semnalul de intrare pentru a elimina zgomotul de tragere.

Cu toate acestea, receptorul de cercetători îmbunătățit poate decoda până la patru biți pe impuls, deoarece face o treabă mai bună de a distinge între diferite stări de intrare.

Pentru a obține o detecție mai eficientă, au dezvoltat o metodă de modulație și au implementat un algoritm de feedback care profită de timpul exact de detectare al unui foton. Cu toate acestea, nicio măsurare nu este perfectă, dar noul sistem de comunicație conceput „holistic” oferă în medie rezultate din ce în ce mai exacte.

„Am studiat teoria comunicațiilor și tehnicile experimentale ale receptoarelor cuantice pentru a veni cu un protocol practic de telecomunicații care maximizează beneficiile măsurării cuantice”, a spus autorul Serghei Poliakov. „Cu protocolul nostru, pentru că dorim ca semnalul de intrare să conțină cât mai puțini fotoni, maximizăm posibilitatea ca pulsul de referință să fie actualizat la starea corespunzătoare după prima detectare a fotonilor, astfel încât la sfârșitul măsurării, EBR este minimizat “.

Referință: „Receptoare cuantice extinse pentru comunicarea clasică” de Ivan Burenkov, MV Jabir și Sergey V. Polyakov, 20 aprilie 2021, AVS Science Quantum.
DOI: 10.1116 / 5.0036959

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.