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量子中继融合光通信 微算法科技布局共纤融合
2026-06-22 12:10:31  作者:cici 编辑:cici     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接复制对文章内容进行纠错纠错

光通信技术作为现代信息基础设施的核心支撑,历经数十年发展,已实现从窄带到宽带、从骨干网到接入网的全面覆盖,支撑着5G、云计算、大数据等数字经济核心场景的稳定运行。同时随着量子计算技术的快速迭代,传统光通信依赖的经典加密方式面临算力破解风险。由于量子比特(Qubit)无法被克隆(No-cloning Theorem),量子态在传输过程中极易因损耗和退相干的影响,使得直接通过光纤或自由空间传输量子信息在长距离上效率极低。而量子中继器(Quantum Repeater)正是解决这一瓶颈的核心技术,它类似于经典光通信中的中继器或放大器,但遵守量子力学规律,将长距离信道分割成多个短段,在每个短段生成纠缠对,成功后存储在量子存储器中,然后通过纠缠交换(Entanglement Swapping)将纠缠延伸至更远距离,这一操作可以将光子损耗从指数级降低为多项式级,最终实现千公里级乃至全球范围的量子光通信。

但是仅实现量子中继各功能模块的突破还远远不够,真正的挑战在于如何将这一量子接力机制与现实中已大规模部署的光通信基础设施相融合。若量子中继仍然依赖专用光纤独立成网,不仅部署成本将居高不下,而且难以与经典光网络形成协同效应,无法充分发挥现有光纤资源的潜能。因此,如何在保障量子中继性能的前提下,实现量子信号与经典光信号的共纤传输与协同工作,就成了当前需要解决的难题。想要破解这一难题,不仅需要掌握量子纠缠生成、存储与交换等中继核心能力,更要求对经典光通信的波分复用、干扰抑制等技术有深度融合的工程认知。MicroAlgo凭借在量子科技领域的积累,逐步构建具有核心竞争力的技术体系。

量子中继器与光通信的融合,本质是将量子中继的纠缠接力逻辑与传统光通信的光纤传输架构相结合,核心依赖量子纠缠生成、量子存储、纠缠交换三大核心环节,同时兼顾与经典光网络的共纤融合,实现量子信号与经典信号的协同传输,既保障量子通信的安全性,又复用现有光通信基础设施,降低部署成本。而融合关键之处在于共纤融合路径。这一路径的核心逻辑是通过波分复用(WDM)技术,将量子单光子信号与经典强激光信号在同一根光纤中并行传输,利用窄带滤波、光隔离等器件避免经典信号与量子信号之间的串扰,复用现有光纤基础设施,无需新建专用量子光纤。这既破解量子通信专用光纤部署成本高的痛点,又保障量子通信的无条件安全性,是贯穿第二代、第三代量子中继技术演进的关键支撑,也是当前量子光通信规模化部署的唯一可行路径。

波分复用(WDM)技术通过搭配窄带滤波、光隔离、功率控制等辅助技术,实现同纤不同频的传输模式-即量子信号与经典光信号在同一根光纤中传输,但占用不同的波长波段,通过专用器件实现信号的合波、分波与干扰抑制。具体而言,经典光信号采用C波段传输,量子单光子信号采用L波段或其他专用波段传输,通过波分复用器将两种信号合波后注入光纤,在接收端通过分波复用器分离两种信号,分别由经典光接收机与单光子探测器接收。这种共纤融合方式,既保障了量子信号的低损耗传输与安全性,又充分利用了现有光通信网络的光纤资源,大幅降低了量子中继网络的部署成本,是当前量子中继工程化试点的主流方案。MicroAlgo已初步展开相关工作,与合作方在模拟环境下验证技术的可行性。

由于经典光信号的功率远高于量子信号,即使采用波段分离,仍可能存在微弱杂散干扰、反射光干扰,破坏量子态的相干性,因此干扰抑制技术是共纤融合的核心保障。干扰抑制技术主要包含三条,一是窄带滤波技术路线,该路线采用高带宽精度的窄带滤波器(带宽通常在1nm以下),过滤经典信号在量子波段的杂散噪声,同时过滤环境光、设备噪声对量子信号的干扰,确保量子信号的纯度,避免经典信号的杂散光压制量子弱信号。二是光隔离技术,在量子模块的输入、输出端部署光隔离器,防止经典信号的反射光(如光纤端面反射、设备反射)进入量子存储、单光子探测等核心模块,破坏量子态的相干性,确保量子态在传输过程中不被外界干扰。三是功率控制技术,严格控制经典光信号的发射功率,避免其功率过高导致光纤非线性效应(如自相位调制、交叉相位调制),进而影响量子信号的传输质量;同时,优化量子信号的发射功率,确保其在传输后仍能被单光子探测器有效探测。三条技术路线共同构成了共纤融合场景下干扰抑制的完整技术体系。MicroAlgo在技术研发过程中全面考虑了波分复用、干扰抑制与共纤传输等关键技术路径,有力提升了量子网络与现有光纤资源的协同效率。

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MicroAlgo在量子中继与光通信深度融合领域所取得的成果,并非体现在某一项具体器件的性能指标或某一次实验的数值结果上,而在于率先识别并系统构建了共纤融合这一关键路径的完整技术逻辑。公司围绕共纤融合技术,形成了从理论认知到系统集成的前瞻性能力布局,为量子中继从实验室专用光纤走向现网复用打下了基础

随着量子计算算力持续跃升,传统加密体系的迁移压力将加速释放,市场对长距离、低成本、可大规模部署的量子安全通信方案的需求将呈爆发式增长。量子中继技术与现有光通信网络的深度融合,将不再仅仅是科研探索,而是必然成为新一代信息基础设施的标准配置。MicroAlgo依托自身在量子节点设计、量子纠错编码以及共纤干扰抑制等核心领域的积累,有望在这一进程中扮演重要角色。

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