תדירות Shift Keying (FSK) הוא אחד הטכניקות המוקדמות והמתמשכות ביותר בתחום התקשורת, נתונים דיגיטליים סיבולת על ידי שינוי תדירות המוביל בין ערכים דיסקרטיים.במשך עשרות שנים, הוא ביסס את הכל מטלגרפיה מהירה נמוכה ועד מערכות אלחוטיות חזקות.כפי מחקר הנדסי עבור תקשורת קוונטית - תוך שמירה על אבטחה כמעט מוחלטת מודלים חישוביים חדשים - הם לבחון את התפקיד הקוונטי של מערכות FcapS מאובטחות שלה כמו מרכזי של מערכות FIRS בטוח בשלב זה הוא מסוגל לשחק את התפקיד שלה.

מתוך האלבום הקלאסי Robustness to Quantum Potential

בתקשורת קלאסית, הכוח של FSK הוא בעמידות הרעש הטבועה שלו. כי מידע מקודד בתדר ולא amplitude, המערכת פחות פגיעת לקידוד, הפרעה, ועיוותים לא ליניאריים. פשוט יישום - כגון בינארי FSK (BFSK) באמצעות שני תדרים - יש מודמים מופעלים, רשתות מתפתלות, וקשרי בקרה תעשייתיים יותר כמו צורות מינימליות (KSKS) ו-SKS) ו-SKSKSKS (שלומיים) משיגים יעילות גבוהה יותר לוויינים (SK) ו-SKSK) ו-SKSK) ו-SKSK) ו-SK) ו-SKSKSK) ו-SK) ו-SKSKSK (SK) ו-SK) ו-SK) ו-SKSKSKSK) ו-SK) ו-SKSKSKSKSKSKSKSKSKSKSKSKSKSK (SK (SK) באמצעות שתי מערכות יעילות רבה יותר לוויינים מתקדמים יותר לוויינים מתקדמים יותר למערכות יעילות רבה יותר, יש

תקשורת קוונטית, לעומת זאת, מנצלת את חוקי מכניקת הקוונטים כדי להגן על מידע.הגורם הבסיסי הוא ה-qubit - מערכת קוונטית שיכולה להתקיים בסופרפוזיציה של שתי מדינות. Qubits מקודדים באמצעות דרגות שונות של חופש: קיטוב, זמן בינארי, מסלול מסלול זווית angular מומנטום, ותדירות.

טכנולוגיות תקשורת קוונטיות ומקרה לתדירות

טכנולוגיית התקשורת הקוונטית הבוגרת ביותר היא Quantum Key Distribution (QKD), המאפשרת לשני צדדים ליצור מפתח הצפנה משותף, אשר הסודי שלו מובטח על ידי פיסיקה קוונטית.פרוטוקול BB84, לדוגמה, לעתים קרובות קודים של קווביטים בקוטב פוטוני.עם זאת, קוטב יכול להיות מקושט ב סיבים ארוכי טווח והוא רגיש לכידות וליפרנס.

מעבר QKD, חוזרים קוונטיים - היה צורך להרחיב טווח מעבר למגבלת ההקצאה הישירה של -100 ק"מ (בשל אובדן סיבים) - ורשתות קוונטיות עבור מחשוב מבוזר גם ליהנות מתדירות קידוד. ניסויים אחרונים הוכיחו החלפת סבך בתדרים מקודמת תדירות, פעולה מרכזית עבור מחזרי לוויין מבוססי QKD, כגון המשימה Msicius, לעתים קרובות משתמשים בתדירות גבוהה עבור סטיות מקודמותת רוח רפאים, אך הם בדיקות מקודמות על ידי בדיקות איטיות.

מדינות תדירות כ- Qubit Basis

בתדירות-encoded qubit, שני תדרים אופטיים נפרדים (למשל, ⁇ 0 ו- ⁇ 1) מייצגים את הלוגיה |0 ⁇ ו- 1 ⁇ מצבים. A coherent superposition יכול להיות מוכן באמצעות מתווך אשר חל שלב רדיו- ⁇ על ידי טכניקת בקרה רציפה של גלימה ו- F-Grams) אך ורק על ידי אותות בקרה קלאסית (GFalance) או מצריך הבדלים בין תדרים).

FSK ב- Quantum Key Distribution: פרוטוקולים וביצועים

תוך הפחתה של FSK לתוך QKD אינה רק עניין של הורדת מתגי התצלום.כמה קבוצות מחקר הציעו ואימות ניסיונית של גרסאות קודקוד של BB84, לפעמים נקרא Frequency-Domain QKD (FD-QKD) ביישום אחד, אליס מכינה דופקים קודריים חלשים, אשר הם אקראיים לאחד מארבעת תדרים - עבור כל אחד מערכי הגלולות בכחול אחד (BN) עם עדשות מגע).

חלופה אטרקטיבית היא רציף-Variable QKD (CV-QKD), המשתמשת בדגימות של מצב קוהרנטי ולא בספירת פוטון דיסקרטית כאן, תדירות (במובן הקלאסי) ניתן ליישם את המידע קודר באופן בו-זמנית בפסים של נושא אופטי.

חוקרים באוניברסיטת טושיבה מחקר אירופה ואוניברסיטת קיימברידג' הפגינו מערכת QKD בעלת יותר מ -100 ק"מ של סיבים סטנדרטיים, השגת שיעורי מפתח דומים במערכות מבוססות קוטביזציה.ההגדרה שלהם השתמשה במרכיבים הזמינים מסחרית: מערך גלאי יחיד עם גל באורך גל באורך מלא של דימפלקסינג וטונה מהירה לאורך C-band.

היתרונות של FSK בתקשורת קוונטית למחקר הנדסי

מנקודת מבט הנדסית, FSK מציע כמה יתרונות שונים התואמים את הצרכים של רשתות קוונטיות מעשיות.

אבטחה מוגברת באמצעות Frequency-Time Unquity

עקרון אי הוודאות של הייסברג חל על תדירות וזמן: צילום עם תדירות מוגדרת היטב לא יכול להיות זמן הגעה מוגדר היטב, ולהיפך, זה מסחר בסיסי ניתן לנצל כדי לסכל את הנפיחות.אם ניסיונות סיבולת למדוד את תדירות צילום, הם להפריע את זמן ההגעה שלה, אשר ניתן לזהות על ידי הצדדים הלגיטימיים, אם הם מנסים למדוד את פרוטוקול זה, למעט זה, אשר יכול להיות מכווץ זמן של הגנה על ידי מסגרת זמן, אשר לא מוגדר יותר מדיום, אשר יכול להיות מושגת, אם הם לא ניתן לזהות את זה, אם הם בדרך כלל, אם הם מנסים למדוד את זה, כי הוא מקבל את זה, כי הוא מקבל את זה קלושט, כינון, כינון, כי הוא מקבל את זה, כי הוא מקבל את זה קלושט, כי הוא יכול להיות מכפל, כי הוא מקבל את זה, כי הוא יכול להיות מכפל זמן של שימוש בתדירות גבוהה של שימוש בתדירות גבוהה של שימוש בתדירות גבוהה של שימוש בתדירות גבוהה של זמן של שימוש בתדירות גבוהה של קלון, אשר יכול להיות מסוגל, אשר יכול להיות מכפל, אשר יכול להיות מכווץ, אשר יכול להיות מכפל, אשר יכול להיות מכפל, אשר יכול להיות מכפל, אשר יכול להיות מכפל, כי הוא יכול להיות מקודמת, כי

שיעור נתונים גבוה באמצעות Dense Wavelength Division Multiplexing

רשתות אופטיות מודרניות כבר להשתמש DWDM כדי לשדר מאות ערוצים על סיבים בודדים. FSK-encoded אותות קוונטיים יכול לכבוש ערוץ גל צר אחד, בעוד ערוצים אחרים נושאים נתונים קלאסיים.זה " דו-קיום שווה-קלאסי" חיוני לפרוסת QKD על תשתיות קיימות, יתר על כן עם qued קידוד תדר, ניתן להשתמש במספר ערוצים - כולל ניסויים כפולים כפולים בתדירות גבוהה יותר.

תאימות עם Integrated Photonics

פלטפורמות פוטוניקה סיליקון משולבים הן אבן הפינה של מערכות קוונטיות עתידיות. Frequency-encoding הוא ידידותי במיוחד שבבים אלה כי צינורות microring resonators, מאך-Zehnder interferometers, ו גרורות גל ממוצב ניתן למרקם בקנה מידה. לדוגמה, שבב פוטוני סיליקון יכול לייצר quscoded מקודש באמצעות אלקטרואופטיקה מהירה ו demultimple זה גודל כהה.

אתגרים בביצוע FSK עבור מערכות קוונטיות

למרות הבטחתו, התאמת FSK למשטר הקוונטי אינו ללא מכשולים טכניים.

שמירה על יציבות במדינות תדירות

תקשורת קוונטית דורשת שהקשר בין רכיבי תדר נשאר יציב לאורך השידור.כל חוסר יציבות - מרעש שלב לייזר, רטטים אקוסטיים סיביים או סחף טמפרטורה - יכול לדרג את נאמנות ה-qubit. ב FSK קלאסי, קוהרנטיות שלב היא פחות קריטית כי זיהוי אינו קבוע (גילוי אנרגיה) ב- הקוונטי FSK, במיוחד עבור מצבי סופרפוזיציה, המקלט לעתים קרובות לבצע כפירה, אשר דורש זיהוי שלב הדוק יותר ויותר, בין זה, לבין מנעולציה מקומית.

פתרון אחד הוא להשתמש במדינות תדר כי הם מופרדים על ידי פרק מספיק גדול כדי להיות נפתר על ידי demultiplexer עדיין בשלב-קוהרנטיות.זה מושג לעתים קרובות על ידי יצירת שני תדרים מאותו לייזר באמצעות אלקטרו-אופטי מודולציה, להבטיח שהם חולקים התייחסות שלב משותף.הפסים מועברים, ואת המקלט מכים אותם נגד oscillator מקומי הנגזר מאותו לייזר מקורי, עם זאת, מוסיף יותר, עם זאת, עם זאת, מעבר לכך.

המונחים: Frequency Stability

תנודות אקוסטיות, שינויי טמפרטורה, וסטרס מכני יכול לגרום לתדירות המרכז של לייזר לסחף. במערכת תדר קודקוד QKD, סחף כזה מוביל לשגיאות קטנות כי המסננים של המקלט עלולים לכוון את התדר הלא נכון. לולאות משוב Active - לולאות תזמון תזמון קידוד - משמש לייצב את הלייזר למשטח הפניה או מעבר אטומי.

הגבלות Detector

תדירות-encoding מסתמכת על גלאיים שיכולים להפלות בין תדרים מעוקלים הדוקים. בעוד גלאי nanowire מוליכים יש פתרון תזמון מעולה ורעש נמוך, הם בדרך כלל יש יעילות זיהוי יחיד-תמונה שטוחה על פני להקה רחבה אבל לא יכול להבחין צבעים. כדי להשיג רמות גלאיות גלאיות, אחד חייב להשתמש במערך של גלאיים, כל אחד עם מסנן אחר - או להשתמש באלמנטים מתפזרים כגון גירוי דיפרקטינים נמוכים, אך לא יכול להוסיף גלאיטציה אופטית, אך לא יכול להוסיף מורכבות.

הנחיות עתידיות ל-FSK בתקשורת קוונטית

מחקר הנדסי לתקשורת הקוונטית מבוססת FSK מאיץ, עם מספר דרכים מבטיחות באופק.

שילוב תדירות עם שלב או זמן

כדי להגביר את יכולת המידע לפוטין, החוקרים בוחנים את הסבך או האנתרופולוגיה ההיברידית – תוך שימוש במספר דרגות של חירות בו זמנית.לדוגמה, ייתכן ש-qubit יהיה מקודד בתדר (FSK) בעוד שדרגה עזר של חופש (למשל, זמן בינארי או קיטוב) נושאת תדר נוסף של תמונה גבוהה יותר בתקשורת קלאסית (למשל, QAM, במערכות קוונטיות כאלה, הדורשות של סרטן, שתי מערכות זיכרון היברידיות, ללא טיפוליות של סרטן רב יותר, או אפילציה של סרטן, או אפילטיבית, או קצב צילום גבוה יותר, או אפילציה של סרטן, אשר עלול להגדיל את הדומה של סין, כולל בדיקת תמונה של סרטן, 2.

תדירות ה- QKD

קידוד תדר אופטי - אלסרס מייצרים ספקטרום של קווים מעוקלים באותה מידה, שלב-קוהרנטיים - מקור טבעי לתדירות-encoded qubits.כל קו קומב יכול לשמש כמצב תדר שונה או ערוץ 98.מערכות QKD מבוססות קומב-קו-כוח QKD מבוססות QKD מוצעות לייצר מאות ערוצי גל עצמאיים ממקור אור אחד, כל אחד המסוגל לשאת פרוטוקול QKD-DS.

תדירות- Entcoded Entanglement Swapping ו- Quantum חזור

בניית רשת קוונטית למרחקים ארוכים דורשת מחזרים המבצעים החלפת סבך (מצבים של תדירות קודקודים) אטרקטיביים לתפקיד זה משום שניתן לבצע מדידות בל-מדינה (BSM) באמצעות מתפצלים מסוגים בתדרים - ביעילות צירי גל של זוג אלקטרונים מקודדים.

Machine Learning for Frequency אסטימום ואופטימיזציה

במערכות FSK קלאסיות, מסננים תואמים משמשים לזיהוי אופטימלי.ב- קוונטי FSK, הגילוי עשוי לכלול הערכת תדירות של תמונה אחת עם דיוק גבוה.טכניקות למידה מכונה, במיוחד רשתות עצביות, יכול לשפר את הכדאיות התדירות בנוכחות הרעש. חוקרים יש הכשרה עצבית מפולגת לזהות תדירות תמונה מפלט של מערך SPAD, השגת פתרון מעבר למגבלת הלמידה, כמו אופטימיזציה של תדירות הגלים.

מסקנה

תדירות Shift Keying, עבודת תקשורת קלאסית, היא מציאת חיים חדשים בתחום הקוונטי.הטכניקה הטבעית שלה חזקה לרעש, תאימות עם תשתיות סיבים אופטיים קיימות, ויכולת למנף מספרקס אורך גל להפוך אותו למועמד חזק להתפלגות מפתח קוונטית וטכנולוגיות תקשורת קוונטיות אחרות, בעוד אתגרים להישאר - בעיקר בשמירה על קוהרנטיות ולחימה סביבתית - ככל הנראה סחף מחדש של רשתות לייזר מתקדמות במהירות.

(ב) ראו את המאמר (ב) על ויקרא (ב) על גבי קישורי לוויין (FLT:1), הסקירה הקוונטית של 2PRX על תדירות ⁇ FLT 3: 3, ואת המפרטים של קבוצת ה-FLT:4ETSI QKD:5.