La tecnología de fibra óptica es el santo grial de la alta velocidad, Telecomunicaciones de larga distancia. Todavía, con el continuo crecimiento exponencial del tráfico de Internet, los investigadores advierten de una reducción de la capacidad.

En Ciencia cuántica AVS , Investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y la Universidad de Maryland muestran cómo los receptores cuánticos mejorados podrían desempeñar un papel fundamental para abordar este desafío.

Los científicos desarrollaron un método para mejorar los receptores basado en las propiedades de la física cuántica para aumentar drásticamente el rendimiento de la red y reducir significativamente la tasa de bits de error (EBR) y el consumo de energía.

La tecnología de fibra óptica se basa en receptores para detectar señales ópticas y convertirlas en señales eléctricas. El proceso de detección convencional, en gran parte como resultado de fluctuaciones de luz aleatorias, produce 'ruido de disparo, ', lo que disminuye la capacidad de detección y aumenta la EBR.

Para adaptarse a este problema, las señales deben amplificarse continuamente a medida que la luz pulsante se debilita a lo largo del cable óptico, pero existe un límite para mantener una amplificación adecuada cuando las señales se vuelven apenas perceptibles.

Se ha demostrado que los receptores cuánticos mejorados que procesan hasta dos bits de información clásica y pueden superar el ruido de disparo mejoran la precisión de detección en entornos de laboratorio. En estos y otros receptores cuánticos, Se utiliza un haz de referencia independiente con una retroalimentación de detección de fotón único para que el pulso de referencia eventualmente cancele la señal de entrada para eliminar el ruido de disparo.

El receptor mejorado de los investigadores, sin embargo, puede decodificar hasta cuatro bits por pulso, porque hace un mejor trabajo al distinguir entre diferentes estados de entrada.

Para lograr una detección más eficiente, desarrollaron un método de modulación e implementaron un algoritmo de retroalimentación que aprovecha los tiempos exactos de detección de un solo fotón. Todavía, ninguna medida es perfecta, pero el nuevo sistema de comunicación diseñado de manera integral produce resultados cada vez más precisos en promedio.

"Estudiamos la teoría de las comunicaciones y las técnicas experimentales de los receptores cuánticos para llegar a un protocolo de telecomunicaciones práctico que aproveche al máximo la medición cuántica, ", dijo el autor Sergey Polyakov." Con nuestro protocolo, porque queremos que la señal de entrada contenga la menor cantidad de fotones posible, maximizamos la posibilidad de que el pulso de referencia se actualice al estado correcto después de la primera detección de fotones, así que al final de la medición, la EBR se minimiza ".