p A comunicação secreta quântica realiza transmissão segura de informações com base em princípios quânticos. Atualmente, os esquemas de comunicação secreta quântica mais desenvolvidos são baseados na distribuição de chaves quânticas. Nestes esquemas, a função quântica é limitada para realizar a geração e transmissão de chave secreta, enquanto a transmissão de informações ainda depende de tecnologias clássicas de comunicação. p Esses esquemas agora estão maduros o suficiente para aplicações comerciais. Por outro lado, pesquisadores no campo das comunicações quânticas ainda dedicam seus esforços para explorar novos esquemas de comunicação baseados em teorias e tecnologias de informação quântica, que estão além da distribuição de chave quântica.

p Um tópico representativo é a comunicação direta segura quântica (QSDC). O primeiro protocolo QSDC é baseado no emaranhamento quântico foi proposto em 2000 pelo Prof. Long na Universidade de Tsinghua, China. Foi profundamente investigado teoricamente, mas não houve avanço nos experimentos para este protocolo. A razão é que requer muitas funções quânticas complicadas, como geração de estado de Bell emaranhada, Medição do estado de sino e memórias quânticas para fótons, que são difíceis de perceber.

p Recentemente, O grupo do Prof. Zhang na Universidade de Tsinghua realizou o primeiro experimento QSDC baseado em emaranhamento baseado em tecnologias de fibra óptica, em que duas fibras ópticas de 500 metros são usadas como canais quânticos. Em primeiro lugar, de acordo com o requisito de QSDC baseado em emaranhamento, eles propuseram e desenvolveram uma nova fonte de luz quântica baseada em fibra para geração de estado de Bell emaranhado de polarização na banda de telecomunicações.

p A questão chave desta fonte de luz quântica é como dividir os dois fótons em um par, que são polarizados emaranhados e degenerados em frequência. Os pesquisadores apresentam o vetor-espontâneo, efeitos de mistura de quatro ondas em um loop Sagnac de fibra bidirecional, dividir os dois fótons em um par pelo efeito de interferência de dois fótons nas portas de saída do loop Sagnac de fibra. Esta fonte de luz quântica abre caminho para a realização do QSDC baseado em emaranhamento sobre fibras ópticas. Então, os pesquisadores estabeleceram o sistema experimental para QSDC baseado em emaranhamento baseado em tecnologias de fibra óptica, perceber o sistema de medição do estado de Bell emaranhado de polarização por componentes de fibra e usar fibras deslocadas de dispersão como memórias quânticas para fótons. Neste sistema, eles demonstraram duas funções cruciais do QSDC baseado em emaranhamento com sucesso, testes de segurança pela medição de emaranhamento de polarização e processos de codificação / decodificação com base na manipulação e medição dos estados de Bell emaranhados de polarização. Resultados experimentais mostraram que o QSDC baseado em emaranhamento pode ser realizado em links de fibra.

p Este trabalho é o primeiro experimento QSDC baseado em emaranhamento com funções completas, usando fibras ópticas de 500 metros como canais quânticos e realizando todas as funções baseadas em tecnologias de fibra óptica, incluindo geração e medição de estado de Bell emaranhado de polarização, e as memórias quânticas. Isso mostra que o QSDC pode ser realizado por tecnologias de prateleira de comunicações ópticas, que é preferido para suas futuras aplicações em redes de fibra óptica.