Abstract: 在城市区域内为量子信道全面租用专有暗光纤的商业成本极其高昂。本文给出了划时代的工程实证:通过对波长谱位合理规划、超窄带滤光器件优化以及时域精密门控,微弱量子信号完全可以在承载数十太比特常规通信的在用商用光纤上实现无损共纤同传。
当多路 100G DP-QPSK 或 400G 16-QAM 经典信号以高达 +15 dBm 的总入纤功率在 1550 nm 窗口传输时,前向与后向自发拉曼散射将在 C 与 L 波段激发出海量背景光子。本文建立了拉曼噪声功率谱密度与发射光功率、光纤长度及环境温度之间的精确闭式物理方程。
研制了一套三级级联光学滤波系统:将 50 GHz 介质薄膜波分复用器、100 pm 超窄带光纤布拉格光栅与高精法布里-珀罗(F-P)腔体紧密结合。该配置对相邻大功率经典信道的阻带隔离度突破 115 dB,即使遭遇经典突发高负荷流量,量子态信噪比依然坚挺。
在欧洲中部某大型城市为期 90 天的现网实地连续严苛测试中,在经典信道同时满载跑满 800 Gbps 实时业务流量的极端条件下,本共纤同传系统实现了平均每秒 8.4 kbps 的纯净密钥生成速率,量子误码率(QBER)自始至终稳定低于 1.45%。