La comunicación secreta cuántica realiza una transmisión de información segura basada en principios cuánticos. En el presente, Los esquemas de comunicación de secreto cuántico más desarrollados se basan en la distribución de claves cuánticas. En estos esquemas, la función cuántica se limita a realizar la generación y transmisión de claves secretas, mientras que la transmisión de información aún depende de las tecnologías de comunicación clásicas.

Estos esquemas están ahora lo suficientemente maduros para aplicaciones comerciales. Por otra parte, Los investigadores en el campo de las comunicaciones cuánticas aún dedican sus esfuerzos a explorar nuevos esquemas de comunicación basados ​​en teorías y tecnologías de la información cuántica. que están más allá de la distribución de claves cuánticas.

Un tema representativo es la comunicación directa cuántica segura (QSDC). El primer protocolo QSDC se basa en el entrelazamiento cuántico fue propuesto en 2000 por el profesor Long en la Universidad de Tsinghua. Porcelana. Ha sido profundamente investigado teóricamente, pero no ha habido ningún avance en los experimentos para este protocolo. La razón es que requiere muchas funciones cuánticas complicadas, como la generación de estados de Bell entrelazados, Medición de estado de campana y memorias cuánticas para fotones, que son difíciles de realizar.

Recientemente, El grupo del profesor Zhang en la Universidad de Tsinghua realizó el primer experimento QSDC basado en enredos basado en tecnologías de fibra óptica, en el que se utilizan dos fibras ópticas de 500 metros como canales cuánticos. Primeramente, de acuerdo con el requisito de QSDC basado en enredos, propusieron y desarrollaron una nueva fuente de luz cuántica basada en fibra para la generación de estado de Bell entrelazada por polarización en la banda de telecomunicaciones.

La pregunta clave de esta fuente de luz cuántica es cómo dividir los dos fotones en un par, que están entrelazados por polarización y frecuencia degenerada. Los investigadores introducen vectores espontáneos, efectos de mezcla de cuatro ondas en un bucle Sagnac de fibra bidireccional, dividiendo los dos fotones en un par por el efecto de interferencia de dos fotones en los puertos de salida del bucle de fibra Sagnac. Esta fuente de luz cuántica allana el camino para realizar el QSDC basado en entrelazamiento sobre fibras ópticas. Luego, los investigadores establecieron el sistema experimental para QSDC basado en enredos basado en tecnologías de fibra óptica, realizando el sistema de medición de estado de Bell entrelazada por polarización mediante componentes de fibra y utilizando fibras de dispersión desplazada como memorias cuánticas para fotones. En este sistema, demostraron dos funciones cruciales de QSDC basado en entrelazamiento con éxito, pruebas de seguridad mediante la medición del entrelazamiento de polarización y procesos de codificación / decodificación basados ​​en la manipulación y medición de los estados de Bell entrelazados por polarización. Los resultados experimentales mostraron que el QSDC basado en entrelazamiento podría realizarse a través de enlaces de fibra.

Este trabajo es el primer experimento QSDC basado en entrelazados con funciones completas, utilizando fibras ópticas de 500 metros como canales cuánticos y realizando todas las funciones basadas en tecnologías de fibra óptica, incluyendo generación y medición de estado de campana entrelazada por polarización, y las memorias cuánticas. Muestra que QSDC se puede realizar mediante tecnologías de comunicaciones ópticas disponibles en el mercado, que es el preferido para sus futuras aplicaciones en redes de fibra óptica.