Schematisk experimentuppställning. I Alices (Bobs) labb är en frölaser låst till en glashålighet med ultralåg expansion (ULE) för att uppnå en subhertz linjebredd genom att använda Pound-Drever-Hall (PDH) [41, 42] teknik. Efter PDH-låsning sätts en 500 MHz akustisk-optisk modulator (AOM) med justerbar bärvågsfrekvens in på Bob för att eliminera frekvensskillnaden mellan de två stabila lasrarna. Sedan delas de ultrastabila ljuskällorna upp i två respektive delar; den ena används för QKD, den andra skickas till den andra användaren via en 500 km frekvenskalibreringsfiberlänk för heterodyna störningar. Dubbelriktade erbiumdopade fiberförstärkare (BEDFA) sätts in var 50:e km för att bibehålla effekten av det sända ljuset, två AOM med fast bärfrekvens på 40 och 70 MHz sätts in i båda ändarna av länken för att filtrera reflektionen i kanalen. PD:fotodiod. I QKD-delen moduleras ljuset med fasmodulatorer (PM) och intensitetsmodulatorer (IMs) och dämpas till en enda fotonnivå med en dämpare (ATT), för att generera kvantsignalerna med fasreferenssignalerna. Ljuset skickas slutligen till Charlie via 329,3 och 329,4 km fiberspolar med ultralåg förlust (658,7 km) för upptäckt. Charlie använder en tät våglängdsmultiplexerare (DWDM), en cirkulator (CIR) för att filtrera bruset före polarisationsstråldelaren (PBS) och stråldelaren (BS). Störningsresultaten detekteras av supraledande nanotrådsdetektorer med enkelfoton (SNPD). Dessutom sätts fibersträckarna in i QKD-kanalen och våglängdskalibreringskanalen, som den artificiella vibroseisen. EPC:elektrisk polarisationskontroller; PC:polarisationskontroller. Kredit:Physical Review Letters (2022). DOI:10.1103/PhysRevLett.128.180502
Ett team av forskare knutna till flera institutioner i Kina har funnit att nätverk för kvantnyckeldistribution (QKD) kan användas för att noggrant mäta markvibrationer. I deras artikel publicerad i tidskriften Physical Review Letters, gruppen beskriver deras implementering av ett dubbelfälts, fiberbaserat QKD-nätverk över en sträcka av 658 km. De fastställde också att nätverket kunde användas som ett sätt att känna av markvibrationer i samband med jordbävningar eller jordskred.
QKD-nätverk använder unika kvantegenskaper hos fotoner för att kryptera data som skickas mellan kommunikationsenheter. På grund av deras kvantegenskaper är sådana nätverk nästan omöjliga att hacka utan att systemvärdarna märker aktiviteten och upphör med transporten av meddelanden. På grund av denna funktion har forskare i flera länder arbetat för att förbättra tekniken för utbredd användning. I denna nya ansträngning utvecklade og installerade forskarna ett dubbelfälts, fiberbaserat QKD-nätverk som drar fördel av hur fotoner interfererar som ett sätt att kryptera data, och blev förvånade över att finna att fibernätverket också kunde användas för att känna av markvibrationer.
I sitt arbete skickade forskarna framgångsrikt krypterad data över en 658 km lång fiberkabel, vilket förlängde det tidigare avståndsrekordet med cirka 100 km. I ett sådant nät måste fluktuationer i fasen av ljuset som passerar genom fiberkabeln uppmärksammas och korrigeras genom att sträcka ut kabeln för att nyckelfördelningen ska fungera korrekt. Sådana fluktuationer, noterade forskarna, uppstår vanligtvis på grund av markvibrationer.
I deras system och andra liknande används en separat fiberkabel för att låsa frekvenserna mellan noder på nätet. Forskarna fann att tidsinformationen i den andra kabeln exakt kan bestämma, inom cirka 1 kilometer, var längs kabeln fluktuationen skapades. Det tyder på att system som deras också kan fungera som markvibrationssensorer, eventuellt varna för en pågående jordbävning eller jordskred. Särskilt för verkliga tillämpningar skulle dataöverföringshastigheten behöva förbättras. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
