ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีสารสนเทศ ปัญหาความปลอดภัยของการสื่อสารบนเครือข่ายจึงมีความชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ด้วยพลังการคำนวณที่เพิ่มขึ้นของคอมพิวเตอร์ วิธีการเข้ารหัสแบบดั้งเดิมจึงต้องเผชิญกับความเสี่ยงสูง และจะเสี่ยงต่อการถอดรหัสโดยคอมพิวเตอร์ควอนตัม ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงพัฒนาเทคโนโลยี Quantum Key Distribution (QKD) โดยอาศัยกลศาสตร์ควอนตัมและการเข้ารหัส ซึ่งเรียกว่าการสื่อสารลับควอนตัม และรับประกันความปลอดภัยของข้อมูลอย่างแน่นหนา
หลักการของการสื่อสารลับควอนตัมคือการใช้สถานะควอนตัมไม่สามารถวัดได้และจำลองแบบได้ ที่ปลายด้านตรงข้ามของสายการสื่อสารด้วยคีย์ควอนตัมสำหรับการเข้ารหัสข้อมูล ข้อมูลหากถูกสกัดกั้นหรือคัดลอก สถานะควอนตัมดั้งเดิมจะถูกทำลาย เพื่อให้การส่ง ด้านทราบการมีอยู่ของผู้ดักฟังหรือที่เรียกว่าการสื่อสารควอนตัมแผนการส่งข้อมูลที่ปลอดภัยอย่างสมบูรณ์
อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีความปลอดภัยควอนตัมเผชิญกับความท้าทายมากมายในการสื่อสารทางไกลเป็นพิเศษ โฟตอนเดี่ยวของสถานะควอนตัมนั้นแบ่งแยกไม่ได้และไม่สามารถทำซ้ำได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถทำซ้ำและขยายได้เหมือนการสื่อสารแบบดั้งเดิม ซึ่งจำกัดระยะการกระจายของคีย์ควอนตัมในใยแก้วนำแสงอย่างมาก ดังนั้น ระยะการส่งของการสื่อสารลับควอนตัมที่ใช้เทคโนโลยีโฟตอนเดี่ยวจึงขึ้นอยู่กับการสูญเสียในสายเป็นส่วนใหญ่ และใยแก้วนำแสงที่มีการลดทอนต่ำเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการขยายระยะการส่งสัญญาณ
ดังนั้นการประยุกต์ใช้ใยแก้วนำแสงที่มีการสูญเสียต่ำเป็นพิเศษในการสื่อสารแบบควอนตัมจึงมีความสำคัญมาก
แล้วไฟเบอร์ที่สูญเสียต่ำเป็นพิเศษคืออะไร?
การสูญเสียใยแก้วนำแสงส่วนใหญ่มาจากการสูญเสียการกระเจิงของ Rayleigh และการสูญเสียการดูดซับของวัสดุแกนกลาง ใยแก้วนำแสงแบบดั้งเดิมจำเป็นต้องเจือในแกนกลางเพื่อปรับปรุงดัชนีการหักเหของแสงของแกนกลาง แต่จะนำไปสู่การกระเจิงของเรย์ลีสูงและการลดทอนของใยแก้วนำแสง ในใยแก้วนำแสงที่มีการสูญเสียต่ำเป็นพิเศษ ซิลิกาบริสุทธิ์ถูกใช้ในแกนกลางและการเติมสารเคลือบช่วยลดดัชนีการหักเหของแสง ซึ่งไม่เพียงแต่ลดทอนที่เกิดจากการกระเจิงของ Rayleigh ของแกนเท่านั้น แต่ยังตระหนักถึงการส่งผ่านของการสะท้อนทั้งหมดของแสงสัญญาณ
การประยุกต์ใช้ใยแก้วนำแสงที่มีการสูญเสียต่ำเป็นพิเศษในการสื่อสารแบบควอนตัม
สำหรับการสื่อสารด้วยควอนตัม วัตถุประสงค์ที่สำคัญที่สุดสามประการของเทคโนโลยีการกระจายคีย์ควอนตัมเชิงปฏิบัติคือการเพิ่มระยะการสื่อสารที่ปลอดภัย ปรับปรุงอัตราการเข้ารหัสที่ปลอดภัย และปรับปรุงความปลอดภัยของระบบ เส้นใยที่มีการสูญเสียต่ำเป็นพิเศษทำงานอย่างไรในด้านเหล่านี้
1) เพิ่มระยะทางที่ปลอดภัย
2) เพิ่มอัตรารหัส
3) ส่งเสริมการค้าการส่งผ่านไฟเบอร์ทั่วไปและไฟเบอร์ร่วมไฟเบอร์
หลังจากที่สถาบันทดลองหลายแห่งได้ทดสอบและทดสอบเส้นใยการสูญเสียต่ำพิเศษแล้ว เส้นใยการสูญเสียต่ำพิเศษมีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนในการเพิ่มระยะการสื่อสารที่ปลอดภัย ปรับปรุงอัตรารหัสความปลอดภัย และปรับปรุงความปลอดภัยของระบบ ซึ่งจะส่งเสริมการคำนวณควอนตัมและควอนตัม . การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการสื่อสารที่ปลอดภัยถือเป็นโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่สำคัญในยุคของคอมพิวเตอร์ควอนตัม
