明亮的光线通过新设计的光纤传输。图片来源： /英国巴斯大学
量子技术有望以前所未有的计算能力让人们解决复杂的逻辑问题并开发新药。同时，量子技术还能通过提供牢不可破的加密技术带来更安全的通信。然而，由于光纤的坚固核心，当今在全球范围内传输信息的有线网络并不适合未来的量子通信。
传统光纤传输的光的波长由石英玻璃的损耗决定，这些波长与光量子技术所需的单光子源、量子比特、有源光器件的工作波长不兼容，因此必须研发相应的配套设备，确保它们能在未来量子网络中发挥作用。
此次，巴斯大学的研究人员从光纤技术的角度分析了量子互联网面临的挑战，提出了一系列实现稳健、大规模量子网络可扩展性的解决方案，其中包括用于长距离通信的光纤和允许量子中继器的特种光纤。新制造的特种光纤不同于标准的电信光纤，它有一个微结构化的纤芯，由沿光纤整个长度分布的复杂气腔图案组成。这些图案使人们能够操纵光纤内部光的属性，创建纠缠光子对，改变光子的颜色，甚至捕获光纤内部的单个原子。
研究团队表示，特种光纤可以作为纠缠单光子源、量子波长转换器、低损耗开关或量子存储容器，在节点本身实现量子计算。同时，特种光纤可直接集成到网络中，大大延长可操作距离。
新型光纤还可以产生更多奇异的光量子态，可用于量子计算、精密传感和信息加密等，也为未来量子计算机的大规模应用奠定了基础。
