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诱骗态方案成功了,但秦念知道,这只是开始。

实验室里的30公里,和实际工程中的几百公里、几千公里,是完全不同的概念。在实验室里,你可以控制一切——温度、湿度、振动、电磁干扰。在实际光纤中,你什么都控制不了。

温度变化会让光纤热胀冷缩,改变光程。振动会让光纤产生微小的弯曲,造成损耗。电磁干扰会耦合进光纤,产生噪声。

更麻烦的是,实际光纤中还有其他的光信号。量子信号比噪声还弱,稍不注意就会被淹没。

“我们需要一条实验光纤。”秦念说,“真实的野外环境,不是实验室。”

林远愣了一下。

“多长?”

“先做15公里。北京到昌平。找一条现成的通信光缆,租两根纤芯。”

“租光缆?那要多少钱?”

“钱的事你不用管。我来协调。”

秦念拿起电话,打给了中国电信的一位领导。

“李总,我是秦念。我需要租一条光纤,北京到昌平,15公里。”

“秦总师,您要光纤做什么?”

“做实验。量子通信。”

电话那头沉默了几秒。

“量子通信?就是那个……不可窃听的通信?”

“对。”

“好。我给您批。不要钱。就当是中国电信对国家的贡献。”

秦念挂了电话,看着林远。

“光纤有了。接下来,看你的。”

林远带着团队,在北京到昌平的光缆上铺了15公里的量子信道。

那是2007年的冬天。北京的冬天很冷,零下十度。林远和几个研究生在昌平的中继站里,没有暖气,只有一台电暖器。他们穿着羽绒服,手冻得握不住螺丝刀。

“林师兄,太冷了。”一个研究生说,嘴唇发紫。

“忍忍。测试完了就回去。”

测试开始了。

量子信号从北京发出,经过15公里的光纤,到达昌平。探测器在昌平接收信号,控制软件实时分析数据。

第一个数据出来了。

误码率:8%。

林远皱了皱眉。理论值应该是3%以下。8%太高了,高到无法生成安全密钥。

“怎么回事?”

他检查了所有设备——激光器正常,调制器正常,探测器正常。他又检查了光纤——用otdR测了损耗,正常。

“不是设备的问题。”他说,“是环境的问题。”

他给秦念打电话。

“秦老师,误码率太高了,8%。找不到原因。”

秦念赶到昌平的时候,已经是晚上。

她走进中继站,感觉到刺骨的冷。电暖器开着,但根本不够用。

“温度太低了。”她说,“探测器的暗计数在低温下会变化。你看过温度对暗计数的影响吗?”

林远摇头。

“测一下。”

他们做了测试。温度每降低一度,暗计数增加5%。中继站里的温度是零下五度,比实验室的标准温度低了二十度。暗计数增加了100%,误码率自然就高了。

“怎么解决?”林远问。

“保温。”秦念说,“给探测器加一个恒温箱。温度控制在25度,正负0.1度。”

林远连夜设计了一个恒温箱。用一个保温盒,里面装上加热器和温度控制器。第二天,恒温箱做好了。

他们把探测器放进去,温度稳定在25度。

重新测试。

误码率:3.2%。

还是比理论值高了一点,但已经接近了。

“还差0.2%。”林远说。

秦念蹲在设备前,看着那些数据。

她启动了【微观结构洞察】。

视野里,光信号在光纤中传输。她看到了衰减、色散、偏振模色散——都是正常的。然后她看到了一个不正常的现象:光信号的偏振态在缓慢地旋转。

“偏振漂移。”她说,“光纤在野外,受到风、温度、地磁场的影响,偏振态会随时间变化。你的系统没有做偏振补偿,所以误码率不稳定。”

“偏振补偿……那需要实时反馈系统。”

“那就做一个。”

林远又花了两个星期,设计了一个偏振补偿系统。用四个电机驱动的波片,实时跟踪光信号的偏振态,自动调整补偿。

第三个星期,重新测试。

这一次,误码率稳定在2.1%。

比理论值还低。

林远看着那个数字,不敢相信。

“秦老师,2.1%。”

“看到了。”

“这意味着——我们可以做更长的距离。”

“对。”秦念说,“15公里只是开始。下一个目标,100公里。”

林远深吸一口气。

“100公里。那需要更好的探测器和更精密的偏振补偿。”

“那就去做。”秦念说,“你有一年。”

林远站在昌平的中继站里,看着窗外灰蒙蒙的天。

北京的冬天,树是秃的,地是白的,远处的山峦像一幅水墨画。他看着那些山,想着100公里外的某座山。

量子信号,从一座山传到另一座山。

不是通过实验室里的光纤,是通过真实的、野外的、风吹日晒的光纤。

那才是真正的量子通信。

他转过身,对那个还在发抖的研究生说。

“走,回去干活。还有100公里要铺。”

研究生苦着脸。

“林师兄,能不能先吃口热的?”

林远愣了一下,然后笑了。

“走。我请你们吃火锅。”

那天晚上,他们在昌平县城找了一家小火锅店。店里很暖和,热气腾腾的。林远吃着涮羊肉,想起了秦念说的话。

“路还长。”

是的,路还长。但方向对了。