2/25/2013，由于固有噪聲的存在，人們很難或者完全不可能從微弱信號（例如，孩子的“電話”游戲或者光網(wǎng)絡(luò)中的微弱信號）中提取有意義的信息。現(xiàn)在，美國聯(lián)合量子研究所（JQI）的科學(xué)家們發(fā)明了一種新方法，可將量子系統(tǒng)的誤碼率降低到標(biāo)準(zhǔn)量子極限以下，從而實(shí)現(xiàn)更高效的通信(Nature Photon, doi: 10.1038/nphoton.2012.316)。

　　JQI博士后研究員Francisco Elohim Becerra指出，一臺理想的、效率為100%的接收器可以識別那些低于標(biāo)準(zhǔn)量子極限（一個特定的最低限度的誤差率）的非正交相干態(tài)。通過在光的多個相位中對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，科學(xué)家們能夠?qū)⒏�多的信息編碼成一個信號，但是，態(tài)或者相位的數(shù)目越多，接收器越難于識別，特別是對低強(qiáng)度信號而言。

　　為了“突破”標(biāo)準(zhǔn)量子極限，JQI研究小組設(shè)計(jì)了一個自適應(yīng)反饋系統(tǒng)，對輸入信號的相位進(jìn)行多次測量。

　　實(shí)驗(yàn)裝置包含：波長為633 nm的脈沖He-Ne激光器，用于提供輸入信號；波長為780 nm的連續(xù)激光器，用于提供參考信號；配有分束器的馬赫曾特干涉儀；單模光纖；單光子探測器以及現(xiàn)場可編程門陣列。實(shí)驗(yàn)中，研究人員測量了正交移相鍵控的格式中區(qū)分4個態(tài)時(shí)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)誤碼率。對于理想接收器而言，誤碼率為6 dB，低于標(biāo)準(zhǔn)量子極限；而對于效率為72%的實(shí)際探測器來說，誤碼率為13 dB，同樣也低于量子極限。

　　Becerra說，該技術(shù)在應(yīng)用于通信網(wǎng)絡(luò)之前，還有很多工作需要去做。他和同事們將研究如何在4個以上的態(tài)中實(shí)現(xiàn)該技術(shù)，以及如何實(shí)現(xiàn)該技術(shù)與其他數(shù)據(jù)運(yùn)載方案（如，正交幅度調(diào)制）的整合。

　　來源：中國光學(xué)期刊網(wǎng) Kevin譯自www.osa-opn.org