随着信息手艺的快速生长 ，网络通讯的清静问题日益显著。盘算机的算力一直提升 ，古板的加密要领面临重大的危害 ，在量子盘算机的破译之下将不堪一击。
由此 ，科学家便基于量子力学和密码学开发出来量子密钥分发手艺(Quantum Key Distribution ，QKD) ，称为量子保密通讯 ，为信息清静提供了强有力的包管。
量子保密通讯的原理是使用量子态的不可丈量和不可复制性 ，在通讯线路的两头用量子密钥对信息加密 ，信息若是被截获或者复制 ，原有的量子态会被破损 ，从而使传输方知道窃听者的保存 ，以是量子通讯也被称为完全清静的数据传输计划。
然而 ，量子保密手艺 ，在超长距离通讯时 ，却面临诸多挑战。
量子态的单光子不可支解、不可复制 ，不可像古板通讯那样举行复制放大 ，极大限制了光纤中的量子密钥分发距离。因此以单光子手艺为基础的量子保密通讯 ，传输距离很洪流平上取决于线路中的消耗 ，更低衰减的光纤是延伸传输距离的有用方法。
因此 ，超低消耗光纤在量子通讯中的应用将变得至关主要。
那么 ，什么是超低消耗光纤？
光纤的消耗主要来自于纤芯质料的瑞利散射消耗和吸收消耗。 古板光纤在制造时需在纤芯中掺杂来提高纤芯的折射率 ，但却会导致较高的瑞利散射和光纤衰减。 而超低消耗光纤在纤芯中使用纯二氧化硅 ，包层掺杂降低折射率 ，这样既减小了纤芯瑞利散射带来的衰减 ，又可实现信号光全反射的传输。
超低消耗光纤在量子通讯中的应用
关于量子通讯来说 ，增添清静通讯距离、提高清静成码率和提高系统的清静性 ，是适用性量子密钥分发手艺最主要的 3 个目的。那么超低消耗光纤在这几个方面体现怎样呢？
1）增添清静通行距离
关于长距离广域的量子密钥分发 ，需分成 2个办法实现 ，首先通过光纤实现百千米的量子城域网络； 然后通过可信中继器实现量子城际网络。 我国这一领域的应用也同样走在天下前线 ，2017 年开通的京沪量子干线 ，全长为 2 000 km ，共使用 32 个可信任中继站 ，每 2 其中继站之间的平均距离为 62.5 km。而若是接纳超低消耗光纤 ，能够提升每其中继站之间的距离 ，理论上需要的可信中继站更少。中继站数目的镌汰一方面可以镌汰装备的投入；另一方面也镌汰了整个链路的潜在清静隐患（可信任中继站是量子保密手艺中清静较为薄弱的环节） ，提高了链路的整体清静性能。
2）增添成码率
量子通讯的密钥天生速率即成码率是权衡 QKD系统性能优劣的主要指标 ，高的成码率可以加密更多的数据 ，形成更重大的加密系统 ，并且只有抵达一定速率的量子秘钥分发才具有商用价值。成码率会随着距离增添而呈指数衰减。超低消耗光纤在同样的传输距离内的衰减更低 ，因此在系统设置相同的情形下能够提供更高的成码率。如 100 km 的距离 ，接纳超低消耗光纤比通俗光纤的链路衰减低 3 dB 左右 ，显著提高了系统密钥成码率。
3）推动经典信号与光纤的共纤传输的商业化
基于单光子手艺的量子密钥分发系统中 ，量子信道和经典信道划分从差别的光纤自力传输。 这是由于量子信道信号强度比经典通讯信号的强度小许多 ，若是量子信道和经典信通
同时传输 ，经典信道的强信号爆发一系列非线性效应严重影响 QKD 系统的传输效果 ，如信道串扰、拉曼散射、自觉辐射。而量子通讯与经典光传输系统若是能实现共纤传输 ，能够大大降低量子保密通讯网络建设本钱 ，有利于量子保密通讯的适用与推广。
现在外洋的欧洲东芝欧洲实验室、瑞士日内瓦大学、西班牙马德里大学等均开展了相关研究 ，实现了千兆光通讯、10 G 波分系统和 QKD 量子信道复用光纤的实验。海内 ，中国电信和科大国盾合作开展了相关研究 ，完成了百兆、千兆光通讯以及波分系统等和 QKD 量子信道共用光纤的试验 ，该实验是全球首个商用量子密钥分发系统与商用 8 Tbps(80×100 Gbps) 大容量麋集波分复用系总共纤超长距传输试验 ，在超低消耗光纤上实现了100 km 以上单跨传输。
因此 ，经由多个研究机构对超低消耗光纤的实验测试与实践磨练 ，超低消耗光纤在增添清静通讯距离、提高清静成码率和提高系统的清静性都具有显着优势 ，必将推动量子盘算和量子保密通讯领域的快速生长 ，并在量子盘算的时代饰演主要的网络基础设施。（文章泉源：C114中国通讯网）
