La technologie pourrait éviter une crise de capacité en améliorant la bande passante tout en réduisant la consommation d’énergie –

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  • La technologie de la fibre optique est le Saint Graal des télécommunications à grande vitesse et longue distance. Pourtant, avec la croissance exponentielle continue du trafic Internet, les chercheurs mettent en garde contre une pénurie de capacité.

    Dans Science quantique AVS, par AIP Publishing, des chercheurs de l’Institut national des normes et de la technologie et de l’Université du Maryland montrent comment les récepteurs à amélioration quantique pourraient jouer un rôle essentiel pour relever ce défi.

    Les scientifiques ont développé une méthode pour améliorer les récepteurs basée sur les propriétés de la physique quantique afin d’augmenter considérablement les performances du réseau tout en réduisant considérablement le débit binaire d’erreur (EBR) et la consommation d’énergie.

    La technologie de la fibre optique repose sur des récepteurs pour détecter les signaux optiques et les convertir en signaux électriques. Le processus de détection conventionnel, en grande partie à la suite de fluctuations aléatoires de la lumière, produit un «bruit de tir», ce qui diminue la capacité de détection et augmente l’EBR.

    Pour faire face à ce problème, les signaux doivent être continuellement amplifiés à mesure que la lumière pulsée devient plus faible le long du câble optique, mais il existe une limite au maintien d’une amplification adéquate lorsque les signaux deviennent à peine perceptibles.

    Il a été démontré que les récepteurs à amélioration quantique qui traitent jusqu’à deux bits d’informations classiques et peuvent surmonter le bruit de tir améliorent la précision de détection dans les environnements de laboratoire. Dans ces récepteurs quantiques et dans d’autres, un faisceau de référence séparé avec une rétroaction de détection à photon unique est utilisé de sorte que l’impulsion de référence annule finalement le signal d’entrée pour éliminer le bruit de tir.

    Le récepteur amélioré des chercheurs, cependant, peut décoder jusqu’à quatre bits par impulsion, car il fait un meilleur travail pour distinguer les différents états d’entrée.

    Pour réaliser une détection plus efficace, ils ont développé une méthode de modulation et mis en œuvre un algorithme de rétroaction qui tire parti des temps exacts de détection de photons uniques. Pourtant, aucune mesure n’est parfaite, mais le nouveau système de communication conçu de manière «holistique» donne des résultats de plus en plus précis en moyenne.

    “Nous avons étudié la théorie des communications et les techniques expérimentales des récepteurs quantiques pour proposer un protocole de télécommunication pratique qui tire le meilleur parti de la mesure quantique”, a déclaré l’auteur Sergey Polyakov. «Avec notre protocole, parce que nous voulons que le signal d’entrée contienne le moins de photons possible, nous maximisons les chances que l’impulsion de référence se mette à jour au bon état après la toute première détection de photons, donc à la fin de la mesure, l’EBR est minimisé. “

    Source de l’histoire:

    Matériaux fourni par Institut américain de physique. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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