空间量子-经典信号波分复用同传系统设计与误码分析

本文主要探讨了"基于波分复用的空间量子-经典信号同传系统设计"这一主题。在当前量子信息技术的快速发展背景下，作者朱宇、石磊等通过对空间量子通信系统和经典光通信系统误码率的深入分析，提出了一种创新性的融合方案。他们利用波分复用（WDM）技术，旨在实现空间量子信号和经典信号在同一条信道上的高效传输，从而提高空间量子密钥分发系统的信道容量。 波分复用是一种先进的光通信技术，通过将多个不同频率或波长的光信号在同一根光纤中进行并行传输，有效地增加了数据传输的带宽。在这个设计中，作者将这种技术应用到了量子光学领域，尤其是量子密钥分发（QKD）的场景中。量子密钥分发依赖于量子态的传输，通常涉及单光子或纠缠光子的操纵，而经典信息则可以使用更成熟的多模式通信技术。 研究的核心内容是设计一个能够在256ns的时间窗口内同时传输15位量子密钥和128位经典信息的系统。值得注意的是，尽管量子信号的传输可能存在高保真度的要求，但在这项工作中，经典信息的误码率被控制在极低水平，仅为4.07×10^-15，显示出系统的可靠性和效率。这表明该系统不仅能够有效地进行量子信号和经典信号的同步传输，而且有望在保证量子安全的同时，显著提升通信容量。 此外，文章还强调了脉冲位置调制（PPM）在波分复用中的应用，这是一种利用光脉冲的位置变化来编码信息的技术，对于量子密钥分发的精确操控至关重要。在自由空间光通信的环境中，这种技术的结合使得信号能在长距离传输中保持稳定，克服了自由空间通信可能面临的衰减和干扰问题。 总结来说，这篇论文通过实证分析展示了如何将波分复用技术与量子光学和经典通信相结合，构建一个具有高性能和大容量的量子-经典信号同传系统。这对于扩展量子通信的实用范围，特别是在军事和航天领域的保密通信，具有重要的理论价值和实践意义。