部署量子信道和经典数据信道可以共存的光网络对于在网络“运营商”基础设施中采用 QKD 网络至关重要。当网络运营商考虑将 QKD 网络引入其现有网络时,有几种实施方案可供选择,例如,将量子信道和经典数据信道集成在一根光纤中或将它们分离在不同的光纤中。将量子信道和经典数据信道集成在一根光纤中有两个主要技术问题:传输光功率和信道可实现的链路距离之间的差异。网络运营商可以选择将这些信道分开,将量子信道置于 QKD 网络中,将经典数据信道置于光传输网络 (OTN) 中。这可以优化 QKD 网络在光纤丰富的环境中的性能。在这种分离的情况下,在软件定义网络 (SDN) 架构的设计原则下,QKD 网络和 OTN 可以由不同的 SDN 控制器控制。
量子技术的发展和广泛应用高度依赖于分配纠缠的通信信道的容量。空分复用 (SDM) 增强了传统电信中的数据信道传输容量,并有可能利用现有基础设施将这一理念转移到量子通信中。在这里,我们展示了在 411 米长的 19 芯多芯光纤上进行偏振纠缠光子的 SDM,该光纤可同时通过多达 12 个信道分配偏振纠缠光子对。多路复用传输的质量由高偏振可见性和每对相反纤芯的 Clauser-Horne-Shimony-Holt (CHSH) Bell 不等式违反证明。我们的分配方案在 24 小时内表现出高稳定性,无需任何主动偏振稳定,并且可以毫不费力地适应更多信道。该技术增加了量子信道容量,并允许基于单个纠缠光子对源可靠地实现多用户量子网络。