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量子光通信
量子光通信
2005/5/26/11:41 从通信的物理观念上讲,上述所有通信,包括IM/DD通信、复用通信、光孤子通信、相干光通信等均属于经典模式,在这里,光子虽作为信息的载子,但没有顾及它的量子特性。在经典通信模式里,其通信容量最终受到量子噪声极限的限制。这也可能是未来高速信息化社会中通信系统将要遇到的最严峻的挑战。为此,人们非经典地研究了光子的量子特性,并开辟了基础光子学的研究领域。至今,已提出了一种称之量子光通信,或称光通信的非经典通信模式。它的发射端是一种新型的非经典激光器(或称亚伯松态,或称光子数态光子源),发射出均匀的光子流,经光子调制器,对每个光子编码载入信息。信道仍然是光纤,但它是非经典信道。接收端是由量子非破坏测量(QNDM)装置与光子计数器构成。由于是光子数态,并对光子与光子数编码,不再受量子噪声限制,因此信息效率与信噪比大幅度增长。又因为使用QNDM解调,光子计数器接收,不但进一步提高了信噪比,而且由于不再需要从信号中吸取能量,因此接收灵敏度也有实质上的提高。形象地讲:量子光通信即为光子通信,在这里,一个光子有可能将大量的信息长距离地传送给大量的收信者。
显然,光子通信的开拓,将在观念上、原理上引起通信领域的一场深刻变革。庆幸的是,近年来,光子通信各个环节的研究均有实质性进展。压缩态、光子数态激光器已有成功的实验实例,为了能适宜于实用化要求,压缩态、光子数态的半导体激光器成为研究热点。用光纤作克尔介质研制出小型QNDM器件、用APD作探测器研制出小型光子计数器等也均有实验报道。可见,光子通信已不再是理论家的、也不是遥远未来的事情了。不过,实事求是地讲,光子通信虽属最理想的通信模式,前景诱人,但与上述几种光通信模式比较,条件苛刻,技术难点多。