Schema di configurazione sperimentale. Nel laboratorio di Alice (Bob), un laser seed è bloccato in una cavità di vetro a bassissima espansione (ULE) per ottenere una larghezza di linea subhertz utilizzando la tecnica Pound-Drever-Hall (PDH) [41, 42]. Dopo il blocco PDH, viene inserito su Bob un modulatore acustico-ottico (AOM) da 500 MHz con frequenza portante regolabile per eliminare la differenza di frequenza dei due laser stabili. Quindi, le sorgenti luminose ultrastabili sono divise rispettivamente in due parti; uno viene utilizzato per QKD, l'altro viene inviato all'altro utente tramite un collegamento in fibra di calibrazione della frequenza di 500 km per l'interferenza eterodina. Ogni 50 km vengono inseriti amplificatori bidirezionali in fibra drogata con erbio (BEDFA) per mantenere la potenza della luce trasmessa, due AOM con frequenza portante fissa di 40 e 70 MHz vengono inseriti ad entrambe le estremità del collegamento per filtrare il riflesso nel canale. PD:fotodiodo. Nella parte QKD, la luce viene modulata con modulatori di fase (PMs) e modulatori di intensità (IMs) e attenuata a livello di singolo fotone con un attenuatore (ATT), per generare i segnali quantistici con i segnali di riferimento di fase. La luce viene infine inviata a Charlie tramite bobine di fibra a bassissima perdita di 329,3 e 329,4 km (658,7 km) per il rilevamento. Charlie utilizza un multiplexer a divisione di lunghezza d'onda densa (DWDM), un circolatore (CIR) per filtrare i rumori prima del divisore del fascio di polarizzazione (PBS) e del divisore del fascio (BS). I risultati dell'interferenza vengono rilevati da rivelatori superconduttori a fotone singolo a nanofili (SNSPD). Inoltre, le fibre stretcher sono inserite nel canale QKD e nel canale di calibrazione della lunghezza d'onda, come la vibrosi artificiale. EPC:regolatore di polarizzazione elettrica; PC:regolatore di polarizzazione. Credito:Lettere di revisione fisica (2022). DOI:10.1103/PhysRevLett.128.180502
Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni in Cina ha scoperto che le reti di distribuzione della chiave quantistica (QKD) possono essere utilizzate per misurare con precisione le vibrazioni del suolo. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Physical Review Letters, il gruppo descrive l'implementazione di una rete QKD a doppio campo basata su fibra su una distanza di 658 km. Hanno inoltre stabilito che la rete potrebbe essere utilizzata come mezzo per rilevare le vibrazioni del suolo associate a terremoti o smottamenti.
Le reti QKD utilizzano proprietà quantistiche uniche dei fotoni per crittografare i dati inviati tra i dispositivi di comunicazione. A causa delle loro proprietà quantistiche, tali reti sono quasi impossibili da hackerare senza che gli host del sistema si accorgano dell'attività e interrompano il trasporto dei messaggi. A causa di questa caratteristica, scienziati in diversi paesi hanno lavorato per migliorare la tecnologia per un uso diffuso. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno sviluppato e installato una rete QKD a doppio campo, basata su fibra, che sfrutta il modo in cui i fotoni interferiscono come mezzo per crittografare i dati e sono rimasti sorpresi di scoprire che la rete in fibra potrebbe essere utilizzata anche per rilevare vibrazione del suolo.
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno inviato con successo dati crittografati su un cavo in fibra di 658 km, estendendo il precedente record di distanza di circa 100 km. In una tale rete, le fluttuazioni nella fase della luce che passa attraverso il cavo in fibra devono essere notate e corrette allungando il cavo affinché la distribuzione dei tasti funzioni correttamente. Tali fluttuazioni, hanno osservato i ricercatori, in genere sorgono a causa delle vibrazioni del suolo.
Nel loro sistema e in altri simili, viene utilizzato un cavo in fibra separato per bloccare le frequenze tra i nodi della rete. I ricercatori hanno scoperto che le informazioni sui tempi nel secondo cavo possono determinare con precisione, entro circa 1 chilometro, dove si è creata la fluttuazione lungo il cavo. Ciò suggerisce che sistemi come il loro potrebbero anche fungere da sensori di vibrazione del suolo, possibilmente allertando di un terremoto o di una frana in corso. In particolare, per l'applicazione nel mondo reale, la velocità di trasferimento dei dati dovrebbe essere migliorata. + Esplora ulteriormente
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