隨之信息科技的迅速發(fā)展趨勢，通信網(wǎng)絡的安全隱患日漸明顯。電子計算機的算力不斷提高，傳統(tǒng)式的數(shù)據(jù)加密方式 遭遇極大的風險性，在量子計算機的破解之中將千瘡百孔。
從而，生物學家便應用場景物理學和密碼學開發(fā)設計出去量子密匙派發(fā)技術性（Quantum Key Distribution，QKD），稱之為量子信息保密通訊，為網(wǎng)絡信息安全出示了強大的確保。
量子信息保密通訊的基本原理是運用量子態(tài)的不能精確測量和不能拷貝性，在通信光纜的兩邊用量子密匙對信息加密，信息內(nèi)容假如被捕獲或是拷貝，原來的量子態(tài)會被毀壞，進而使傳送方了解監(jiān)聽者的存有，因此量子通信也被稱作徹底安全性的傳輸數(shù)據(jù)計劃方案。
殊不知，量子信息保密技術性，在超遠距離通訊時，卻遭遇眾多挑戰(zhàn)。
量子態(tài)的二次電子不可缺少、不能拷貝，不可以像傳統(tǒng)式通訊那般開展拷貝變大，巨大限定了光纖中的量子密匙派發(fā)間距。因而以二次電子技術性為基本的量子信息保密通訊，傳送間距挺大水平上在于路線中的耗損，更低衰減系數(shù)的光纖是增加傳送間距的合理方法。
因而，極低耗損光纖在量子通信中的運用將越來越尤為重要。
那麼，什么叫極低耗損光纖？
光纖的耗損關鍵來源于于纖芯原材料的瑞利散射耗損和消化吸收耗損。傳統(tǒng)式光纖在生產(chǎn)制造時要在纖芯中夾雜來提升纖芯的折射率，但卻會造成較高的瑞利散射和光纖衰減系數(shù)。而極低耗損光纖在纖芯中應用純sio2，絕緣層夾雜減低折射率，那樣既減少了纖芯瑞利散射產(chǎn)生的衰減系數(shù)，又可保持數(shù)據(jù)信號光光的反射的傳送。
圖1為基本摻鍺纖芯光纖和純硅纖芯光纖的折射率遍布圖示。應用純硅芯技術性保持了光纖衰減系數(shù)的減低，如康寧公司的SMF－29廬 ULL（Ultra LowLoss，極低耗損）純硅芯光纖，1550 nm處的衰減系數(shù)能夠 減低至0.20 dB／km（基本光纖為0.20 dB／km）。
極低耗損光纖在量子通信中的運用
針對量子通信而言，提升安全性通訊間距、提升安全性成碼率和提升系統(tǒng)軟件的安全系數(shù)，是應用性量子密匙派發(fā)技術性最關鍵的3個總體目標。那麼極低耗損光纖在這里好多個層面主要表現(xiàn)怎樣呢？
1）提升安全性行駛間距
針對遠距離廣域的量子密匙派發(fā)，需分為2個流程保持，最先根據(jù)光纖保持百千米的量子城域互聯(lián)網(wǎng)；隨后根據(jù)可靠中繼器保持量子城際鐵路互聯(lián)網(wǎng)。在我國這一應用領域也一樣走在全球前例，2018年啟用的地區(qū)北京量子主干線，總長為3000 km，共應用31個可信度中繼站，每2個中繼站中間的均值間距為62.5 km。而假如選用極低耗損光纖，可以提高每一中繼站中間的間距，基礎理論上必須的可靠中繼站越來越少（如圖所示3圖示）。中繼站總數(shù)的降低不僅能夠 降低機器設備的資金投入；與此同時也降低了全部外鏈的潛在性安全風險（可信度中繼站是量子信息保密技術性中安全性比較基礎薄弱的階段），提升了外鏈的總體安全系數(shù)。
2）提升成碼率
量子通信的密匙轉(zhuǎn)化成速度既成碼率是考量QKD系統(tǒng)軟件特性好壞的關鍵指標值，高的成碼率能夠 數(shù)據(jù)加密大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，產(chǎn)生更繁雜的數(shù)據(jù)加密管理體系，并且只能抵達必須速度的量子秘鑰派發(fā)才具備商業(yè)使用價值。成碼率會隨之間距提升而呈指數(shù)值衰減系數(shù)。極低耗損光纖在一樣的傳送間距內(nèi)的衰減系數(shù)更低（見圖5），因而在系統(tǒng)設置同樣的狀況下可以出示更高的成碼率。如150 km的間距，選用極低耗損光纖比一般光纖的外鏈衰減系數(shù)低3 dB上下，明顯提升了系統(tǒng)軟件密匙成碼率。
3）促進經(jīng)典數(shù)據(jù)信號與光纖的共纖傳送的產(chǎn)品化
應用場景二次電子技術性的量子密匙派發(fā)系統(tǒng)軟件中，量子信道和經(jīng)典信道各自從不一樣的光纖單獨傳送。這由于量子信道信號強度比經(jīng)典通訊數(shù)據(jù)信號的抗壓強度小許多，假如量子信道和經(jīng)典信通同時傳送，經(jīng)典信道的強數(shù)據(jù)信號造成一連串離散系統(tǒng)效用嚴重危害QKD系統(tǒng)軟件的傳送實際效果，如信道串擾、拉曼散射、自發(fā)輻射。而量子通信與經(jīng)典光傳送系統(tǒng)軟件假如能保持共纖傳送，可以大幅度降低量子信息保密網(wǎng)絡通信基本建設成本費，有益于量子信息保密通訊的好用與營銷推廣。
現(xiàn)階段海外的歐州飛利浦歐州試驗室、法國日內(nèi)瓦大學、西班牙馬德里高校等均進行了有關科學研究，保持了千兆光通信、10 G波分系統(tǒng)軟件和QKD量子信道多路復用光纖的試驗。中國，中國電信網(wǎng)和科大國盾協(xié)作進行了有關科學研究，進行了百兆、千兆光通信及其波分系統(tǒng)軟件等和QKD量子信道同用光纖的實驗，該試驗是全世界首例商業(yè)量子密匙派發(fā)系統(tǒng)軟件與商業(yè)8 Tbps（90×150 Gbps）大空間聚集波分復用系統(tǒng)軟件共纖較長距傳送實驗，在極低耗損光纖上保持了150 km左右單跨傳送。
因而，歷經(jīng)好幾個科學研究組織對極低耗損光纖的試驗檢測與實踐活動檢測，極低耗損光纖在提升安全性通訊間距、提升安全性成碼率和提升系統(tǒng)軟件的安全系數(shù)都具備顯著優(yōu)點，終將促進量子計算和量子信息保密通訊行業(yè)的迅速發(fā)展趨勢，并在量子計算的時期飾演關鍵的互聯(lián)網(wǎng)基礎設施建設。
