定量信号与光信号“一起跑”，合肥科研团队打破全球纪录

在合肥的一根普通光纤中，两个信号同时运行：一个传输网络数据，另一个承载关键量。之前微弱的信号量总是被光网络的强流量激发；现在，终于可以并肩行走了。中国电信量子研究院团队在真实网络环境下完成了本次实验，成果被国际领先期刊《Journal of Lightwave Technology》收录，创下全球新纪录。让两个“声音”汇聚到一起。在跟踪屏幕上，许多曲线变化缓慢，几乎难以察觉。这是通过地下光缆从城市的一端传输数据到另一端的光迹。在这条看似普通的光纤中，同时流淌着两种完全不同的信号：一种是人们日常使用的网络数据；另一种是人们日常使用的网络数据。另一种是定量信号，其微弱到难以改变。过去，他们无法一起。现在，它们可以在同一根光纤上可靠地运行。要理解这个实验的意义，我们首先要了解通讯的规则。光纤就像城市的信息高速公路，每秒传输数亿条数据。普通的通讯信号响亮、速度快，就像一辆装满货物的大卡车；而量子密钥信号非常微弱，就像轻型自行车一样。两人行驶在同一条道路上，交通产生的噪音和震动足以让“自行车”立刻失去平衡。之前的做法是让卡车减速并降低光功率来保护信号量。然而，通信效率大大降低，这与真实网络的高负载要求背道而驰。 “如何让两个信号都快速而又不崩溃，是业界公认的问题。”参与该实验的研究人员表示。合肥团队采用了更智能的方法这个实验：通过波分、噪声抑制等手段，让两个信号在不同的“路径”上运行，同时保持各自的速度。最终实现了现有光纤网络80公里内经典光信号与10TB/s以上主信号量的共纤传输，在稳定产生大量信号的同时充分保证了通信质量。实验中，经典信号的功率没有下降，通信质量保持稳定，生成量的速率也达到了预期。实验结果创下了新的全球记录，这意味着通信整体真正向“实用性”迈出了一步。未来通信整体不再需要隐藏专用光纤，而是可以直接与现有通信网络共用一条线路。让领先刊物的成果落地到平常的生活场景。该实验由中国电信量子研究院科研团队完成，成果正式收录于光通信领域国际顶级期刊《Journal of Lightwave Technology》。它在真实通信网络中实现了经典光信号与量子密钥分发（DV-QKD）的共纤传输超过80公里、超过10TB/s——这在全球尚属首次。 “实验能够被引用固然重要，但我们更关心的是它能否在真实环境中长期稳定运行。”一名团队成员说道。他们预计未来通信整体会随着5G的普及而普及，而用户不需要了解其背后的原理，只需要感受到更安全、更好的连接即可。事实上，市场上已经有一些基于容量安全的产品。例如，安全SIM卡、线路批量加密、电子印章系统等已在合肥试点。及周边企业。对于用户的操作来说几乎没有什么区别，只是在信息的传输上增加了一层物理层面的保护。这种“无传感器安全”正是科研人员追求的方向，让复杂的技术退居幕后，让普通人自然而然地使用它们。回到实验现场，光纤仍在运行。实时记录信号波动，不断测试新的测试方案。实验者表示，在最好的情况下，他们希望有一天没有人再提及“量沟通”这个词，因为它已经像空气一样融入到日常沟通的各个角落。无形的技术正逐渐融入现实。之所以在合肥进行这个实验，是偶然的。合肥在量化通信方面有十多年的研究积累。 2017年初，中国电信在这里完成了初期体积密钥和大容量光通信共纤传输实验。如今，合肥量子通信城域网已连接多个核心节点和100多个接入站，光纤总长度超过1000公里。研究人员将其描述为覆盖城市通讯线路的“隐形安全网”。在合肥，这些看不见的技术正逐渐融入到现实的基础设施中。从地面通信网络到卫星链路，通信节点作为一个整体正在扩展。研究人员将其描述为城市下方的“隐形盾牌”，虽然悄无声息，但仍在发挥作用。从合肥出发，连接未来信息世界。从理论到实际网络，从实验室到城市，这段光之旅是我国容量通信真正进入实用阶段的注脚。沟通从来都不是一个抽象的东西。 F从有线电话到5G，从无线信号到量子加密，人们一直在寻找更快、更安全的连接。或许，这就是合肥这次实验的意义。这使得“安全”不再只是一个承诺，而是一个埋藏在地下、流入光明的现实。未来，通信作为一个整体可能不再被认为是“未来技术”，而只是我们每天使用的“网络的一部分”。从合肥出发的光纤或许正在悄然改变世界信息安全的方式。记者王书虎（采访者提供）