研究人员提议利用量子级联激光器实现私人自由空间通信

　　自由空间光通信，即两个设备之间在一定距离内使用光来携带信息的通信，是一个非常有希望实现高速通信的系统。
　　众所周知，这种通信系统不受电磁干扰（EMI），电磁干扰是一种由外部来源产生的影响电路的干扰，可以破坏无线电信号。
　　虽然一些研究已经强调了自由空间光通信的可能优势，但这种通信系统至今仍有某些局限性。
　　最值得注意的是，它对防御窃听者的安全性有限。
　　巴黎电信公司（巴黎综合理工学院成员）、mirSense、达姆施塔特工业大学和加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员最近推出了一个独特的系统，用于更安全的自由空间光通信，该系统基于一种被称为量子级联激光器的技术，这是一种特殊类型的半导体激光器，通常发射中红外光。
　　研究者表示，我们研究的核心思想是，带有量子密钥分配（即基于量子物理特性）的私人自由空间通信是有希望的，但它可能还需要几年时间，甚至更远。
　　目前，这项技术的主要限制是对低温系统的要求，非常缓慢的数据率和昂贵的设备。
　　在他们发表的论文中，提出了一个替代以前提出的实现私人自由空间通信的系统，该系统实现了一个基于量子力学定律的加密协议。
　　他们设计的新系统是基于使用两个单向耦合的量子级联激光器。
　　研究人员的方法将所谓的混沌同步（属于混沌控制的范畴）与量子级联激光技术的中红外波长相结合。
　　混沌同步是一个特定的属性，几十年来一直在半导体激光器的背景下被研究。
　　研究人员解释，混沌同步是私人通信的关键，而中红外波长意味着与大多数半导体激光器发射的近红外波长相比，大气的衰减很低。
　　因此，我们可以设想具有非常长的传输距离，并对大气条件具有免疫力。
　　此外，中红外波长意味着隐蔽性，因为背景辐射也在同一波长域。
　　量子级联激光器的中红外波长使潜在的窃听者更难破译使用研究人员的系统交换的信息。
　　这意味着通信的安全性得到了进一步提高。
　　最显著的成就是在两个QCL（量子级联激光器）之间成功实现了混沌同步。
　　长期以来，在这种结构中产生时间混沌的可能性是有争议的，因为与大多数半导体激光器相比，它们依靠的是一种不同的技术，而这种技术总体上使QCL更加稳定，所以并不真正容易产生混沌现象。
　　几年前，我们通过实验证明了QCL可以产生时间上的混沌，而现在我们通过实现基于混沌同步的私人通信，将这一点向前推进了一步。
　　到目前为止，研究人员仅仅描述了他们提议的系统的概念验证，其中两个量子级联激光器之间的距离仅仅为一米。
　　这不是自由空间通信的一个现实配置。
　　然而，他们希望改进他们的系统，使其更适合于现实世界的实施。
　　研究人员表示，我们计划将这个距离增加到几百米，然后是几公里，以便建立一个可操作的系统。
　　除了量子级联激光器外，还有其他中红外半导体激光器，如带间级联激光器（ICL）。
　　我们计划用ICL重复同样的实验，以确定中红外波长下私人通信的最佳配置。