Новое оптическое волокно использует топологический подход, чтобы оставаться надежным
Разработка физиков из Университета Бата должна защищать передачу данных, даже когда волокно перекручено или согнуто.
Физики из Университета Бата , Великобритания, разработали новый тип оптического волокна, предназначенный для повышения надежности сетей связи. Они говорят, что эта надежность «может оказаться особенно важной в наступающем веке квантовых сетей».
Команда изготовила оптические волокна, используя математику топологии. Модифицированные волокна легко масштабируются, то есть структура каждого волокна может сохраняться на протяжении тысяч километров. Разработка и дизайн описаны в последнем выпуске журнала Science Advances .
Во время оптической передачи (обычно с помощью лазера или светодиода) искажения в волокне могут привести к ухудшению качества информации при ее перемещении между отправителем и получателем. «Задача заключалась в том, чтобы построить сеть, учитывающую надежность», — сказал аспирант физики Натан Робертс , который руководил исследованием.
«Всякий раз, когда вы изготавливаете оптоволоконный кабель, неизбежно присутствуют небольшие изменения в физической структуре волокна. При развертывании в сети волокно также может скручиваться и изгибаться. Один из способов противодействия этим вариациям и дефектам заключается в обеспечении того, чтобы процесс проектирования волокна включал в себя реальное внимание к надежности. Именно здесь мы нашли идеи топологии полезными».
Новое волокно реализует топологические идеи за счет включения в волокно нескольких светопроводящих жил, соединенных вместе по спирали. Свет может «прыгать» между этими ядрами, но благодаря топологической конструкции оказывается в ловушке на краю. Эти краевые состояния защищены от беспорядка в структуре.
Физик из бани доктор Антон Суслов, соавтор исследования в качестве руководителя теории, сказал: «При использовании нашего волокна на свет меньше влияет беспорядок окружающей среды, чем в эквивалентной системе без топологического дизайна. Применяя оптические волокна с топологической конструкцией, исследователи получат инструменты для предотвращения и предотвращения эффектов, ухудшающих сигнал, путем создания изначально надежных фотонных систем».
Ищем отраслевых партнеров
Физик из Бата доктор Питер Мосли , который был соавтором исследования в качестве руководителя эксперимента, сказал: «Раньше ученые применяли сложную математику топологии к свету, но здесь, в Бате, у нас есть большой опыт физического изготовления оптического волокна, поэтому мы поставили математики вместе с нашим опытом для создания топологического волокна.
В настоящее время команда ищет отраслевых партнеров для дальнейшего развития своей концепции. «Мы действительно стремимся помочь людям построить надежные коммуникационные сети, и мы готовы к следующему этапу этой работы», — сказал д-р Суслов.
Робертс добавил: «Мы показали, что можно намотать километры топологического волокна на катушку. Мы представляем себе квантовый интернет, в котором информация будет надежно передаваться между континентами с использованием топологических принципов. Понимание того, как проектировать оптическое волокно, привело к источникам света от яркого суперконтинуума, охватывающего весь видимый спектр, вплоть до квантовых источников света, которые производят отдельные фотоны — отдельные частицы света».
Вопросы, отзывы, комментарии (0)
Нет комментариев