Найдено применение многосердцевинному волокну в квантовой связи

Современные тенденции к повышению скорости и объема информации, передаваемых в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС), привели к необходимости использования технологий частотного и пространственного уплотнения каналов. Она предполагает использование специального оптического волокна, имеющего несколько сердцевин.

Кроме увеличения скорости и потока информации, передаваемой в ВОЛС, важным преимуществом считается их безопасность. Сегодня гарантированная защита передаваемых данных от угрозы взлома с применением квантового компьютера может обеспечиваться применением технологии квантового распределения ключа (КРК).

Известно, что для реализации технологии КРК необходимо два канала связи: один — открытый, другой — квантовый, поэтому технология пространственного уплотнения каналов позволит удешевить и упростить организацию квантовых систем связи, в том числе построение квантовых сетей.

Поэтому НИО «Квантовый центр» МТУСИ совместно с учеными из НЦВО РАН, которые непосредственно занимались разработкой технологии изготовления многосердцевинных волокон для отечественной промышленности, начали цикл исследований особенностей применения отечественных многосердцевинных волокон при реализации многоканальных квантовых систем связи.

Сотрудники МТУСИ через многосердцевинное волокно, изготовленное специалистами из ИОФ РАН, впервые одновременно реализовали несколько каналов квантовой связи. В частности, через один канал осуществлялась работа квантовой сети МТУСИ — МИСиС, а внутри Квантового центра МТУСИ еще две пары квантовых блоков связи подключили через этот же отрезок многосердцевинного волокна.

«Технология многосердцевинных оптических волокон может быть использована для существенного увеличения пропускной способности систем КРК, либо разрешив параллельную передачу независимых ключей между разными конечными пользователями, использующими одну и ту же среду передачи (актуально в сетях доступа), или путем передачи одного ключа по всем сердцевинам волокна между двумя конечными пользователями (функция, желательная в магистральных сетях)», — пояснил Юрий Миронов, декан факультета «Сети и системы связи» МТУСИ.

Незадействованные каналы многосердцевинного волокна использовали для ввода внешнего лазерного излучения, чтобы исследовать его влияние на характеристики квантовой связи. Эксперименты сотрудников МТУСИ и ИОФ РАН показали возможность одновременной стабильной работы трех квантовых каналов связи, что подтверждает высокие перспективы совместного использования технологий пространственного уплотнения каналов и квантового распределения ключей.

«С использованием новых волокон были достигнуты рекордные скорости передачи информации, порядка нескольких петабит в секунду. Кроме того, за счет того, что технология пространственного уплотнения позволяет снизить число волоконно-оптических кабелей, она является перспективной для экономии места укладки кабелей в сетях доступа, упрощения структуры трактов передачи информации, уменьшения количества кабелей в центрах хранения и обработки данных», — отметила Ольга Егорова, специалист ИОФ РАН.