迈向量子网络：城域级光纤网络中拉曼噪声的表征

量子信号与经典信号在光纤基础设施中的共存是大规模量子网络面临的一项重大挑战，因为拉曼散射等噪声源会显著影响纠缠分发及其相关的量子协议。在本工作中，我们分析了用于纠缠分发的 C 波段中由 O 波段经典信号产生的拉曼散射。本研究的主要贡献在于超越了受控实验室环境，在实际部署的城域光纤网络中考察这些效应。我们使用商用光源和窄带激光器，在 7 km 的城域光纤链路上进行了测量。实验结果表明，尽管在实验室条件下测得的结果吻合良好，但在城域级回路中，部署的光纤内观察到了局域的光谱异常。因此，我们的结果表明，每当量子信号与 O 波段经典信道在同一光纤中沿 C 波段传播时，都需要仔细选择工作频率，因为拉曼散射及其他现实世界的噪声源会显著影响量子传输的质量和稳定性。特别地，我们识别了受拉曼噪声影响较小的光谱区域，从而为最优量子信道分配提供了实用指南。我们证明，在现实部署中，拉曼诱导的噪声构成了量子信噪比（SNR）的主导贡献，超越了背景噪声和探测器噪声。总体而言，我们的发现为在现有光纤网络上部署量子通信系统提供了实用见解，支持了鲁棒且可扩展量子基础设施的发展。