Guoguang Quantum представила 25-канальный модуль детектирования одиночных фотонов для оптического считывания килокубитных систем

Исследовательский институт China Telecom, YOFC и ZTE завершили реализацию того, что они называют первым в мире двунаправленным передачей данных в режиме реального времени на волоконно-полостной оптике протяженностью свыше 1000 километров, как объявил Исследовательский институт China Telecom 2 ноября, согласно источникам IT Home и C114.

На линии длиной 1007,48 км партнеры обеспечили скорость 800 Гбит/с на одну длину волны с использованием модуляции PCS-16QAM в расширенном диапазоне C+L, передавая сигналы в обоих направлениях через один оптоволоконный кабель, что дало общую пропускную способность в 128 Тбит/с. Эти три организации сотрудничали в качестве совместных строителей национальной ключевой лаборатории.

Партнеры заявили о трех значимых достижениях. Данный эксперимент установил рекорд по самой длинной одноточечной, непетлевой передаче данных в реальном времени на волоконно-полостной оптике, при этом сохраняя запас потерь не менее 3 дБ на каждом участке и запас отношения оптического сигнала к шуму (OSNR) не менее 3 дБ для обслуживания системы. Кроме того, это стала первая двунаправленная передача в реальном времени на одной оптоволоконной линии в масштабе 1000 км.

Хотя отражения снизили OSNR на величину от 0,5 дБ до 4 дБ, команда считает, что это доказывает возможность дальних двунаправленных операций. Наконец, была построена самая длинная линия на волоконно-полостной оптике в расширенном диапазоне C+L, свободная от поглощения газовой линии.

Последний пункт касается проблемы, специфичной для данной технологии. Поскольку свет в волокне с полой сердцевиной проходит через газ, а не через твердое стекло, следы углекислого газа и монооксида углерода в сердцевине могут поглощать определенные длины волн и ухудшать передачу. Чтобы решить эту проблему, команда усовершенствовала производственный процесс для устранения этих линий поглощения во всем расширенном диапазоне C+L.

Что касается оборудования, партнеры отказались от усилителей высокой мощности и использовали коммерческие усилители со стандартной выходной мощностью, подобранные под профиль потерь волокна, чтобы добиться наилучшей производительности от полностью загруженной системы 800G. На уровне системы легкая предварительная эквализация на передатчике поддерживала стабильность канала по всему диапазону. Команда также разработала сквозную модель влияния отражений и интермодальных помех на линию и протестировала экстремальный сценарий, при котором часть диапазона выходит из строя, не обнаружив при этом потери производительности.

Операторов больше всего интересует задержка. Свет в полой сердцевине движется почти со скоростью в вакууме, примерно на 30% быстрее, чем в традиционном стеклянном волокне, что на маршруте в 1000 км экономит около 1,5 миллисекунды в каждом направлении. В объявлении не было указано измеренное значение задержки. До сих пор волокно с полой сердцевиной в Китае в основном использовалось для коротких соединений, например, между вычислительными центрами в Чжунвэй, Нинся, тогда как вычислительные кластеры на западе часто находятся более чем в 1000 км от спроса на востоке. China Telecom заявила, что полученный результат предоставляет практическую техническую основу для создания магистральных сетей с высокой пропускной способностью, большим расстоянием и низкой задержкой на основе волоконно-полостной оптики.

Сборка квантовых компьютеров, предназначенных для Параибы, запланирована на ноябрь после прибытия оставшихся деталей оборудования. Этот прогноз был подтвержден государственным секретарем по науке и технологиям Клаудио Фуртадо в прошлую субботу (24-е).

По словам секретаря, компоненты должны прибыть в штат 17 ноября. Получение будет предшествовать таможенному оформлению, которое запланировано на начало 5 ноября. Клаудио Фуртадо уточнил, что с 5 ноября начнется таможенное оформление, а все остальные детали будут в Параибе 17 ноября, когда компьютер начнет процесс подготовки и сборки.

Проект предусматривает установку двух квантовых компьютеров в Центре квантовых вычислений Параибы (Ciquanta), расположенном в Жуан-Пессоа. Об этих устройствах упоминал президент Луис Инасиу Лула да Сильва (ПТ) во время президентских дебатов с Флавио Болсонау (PL), которые транслировались на TV Globo в пятницу (23-е).

Обновленный график после первоначального прогноза

Первоначально в июле этого года портал g1 сообщал, что первые квантовые компьютеры Латинской Америки будут установлены в Параибе еще в 2026 году, с ожиданием завершения сборки к октябрю. Однако график был обновлен. Клаудио Фуртадо пояснил, что теперь ожидается, что часть инфраструктуры Ciquanta будет сдана в начале декабря.

Инфраструктура и работы для технологии

Устройства будут установлены на территории Estação das Artes в Жуан-Пессоа, месте, которое претерпевает изменения для размещения новых технологий. Структура требует очень специфических условий окружающей среды, таких как контроль температуры, экологическая стабильность и электромагнитное экранирование. Клаудио Фуртадо также заверил, что работы по инфраструктуре ведутся для обеспечения соблюдения графика установки, упомянув, что электрическая и логическая части будут завершены в ту неделю, а кондиционеры уже готовы к завершению установки.

Объем проекта включает два квантовых компьютера мощностью 20 и 100 кубитов, что представляет собой первоначальные инвестиции, оцениваемые примерно в 150 миллионов бразильских реалов.

Принцип работы и требования к квантовому компьютеру

В отличие от традиционных компьютеров, которые используют биты для обработки данных, квантовые компьютеры используют кубиты — единицы информации, основанные на принципах квантовой физики. Эта технология имеет потенциал для помощи в специализированных исследованиях и расчетах в таких областях, как логистика, искусственный интеллект, кибербезопасность и разработка лекарств. Однако важно отметить, что это не означает, что они превосходят традиционные во всех видах деятельности.

Оборудование требует специализированных систем охлаждения. Как объяснил Клаудио Фуртадо, чипы должны работать при температурах, близких к абсолютному нулю, а именно около 10 милликельвинов, что эквивалентно примерно -273 °C. Для достижения такого состояния будет использоваться система охлаждения с использованием гелия-3 и гелия-4, дополненная механизмами резервирования для поддержания необходимых рабочих условий.

Доступ для исследователей Параибы

Первоначальный доступ к этим компьютерам будет предоставлен исследователям, связанным с учреждениями штата Параиба, такими как Федеральный университет Параибы (UFPB), Федеральный университет Кампина-Гранде (UFCG) и Федеральный институт Параибы (IFPB). Кроме того, проект предусматривает передачу технологических знаний от китайской компании CETC в Ciquanta, охватывая такие темы, как криогеника, датчики и операционные системы. Главная цель — содействие подготовке бразильских специалистов для работы с этой технологией и расширение возможностей для разработки нового оборудования в Бразилии.

Huawei совместно с филиалом China Telecom в провинции Шэньси осуществила коммерческое развертывание технологии Massive MIMO с двойной полосой 32T32R FDD на линиях высокоскоростных железных дорог Шу-Лань и Иньси. Данное оборудование работает одновременно на частотах 1,8 ГГц и 2,1 ГГц.

Huawei заявляет, что это первый случай коммерческого использования FDD Massive MIMO в условиях высокоскоростной железной дороги в Китае. Высокоскоростные железнодорожные сети создают серьезные трудности для мобильного покрытия из-за большого расстояния между вышками, скорости движения поездов до 350 км/ч и потерь проникновения, вызванных металлическими вагонами.

Технология Massive MIMO, которая чаще применяется для увеличения пропускной способности в густонаселенных городских районах, формирует более узкие лучи по сравнению с традиционными широколучевыми антеннами. Huawei утверждает, что такая форма луча подходит для линейного маршрута: лучи могут быть направлены вдоль рельсов, следовать за поездом через ячейки и адаптироваться, чтобы компенсировать эффект Доплера, который мог бы ухудшить соединение.

Компания выделила три ключевых аспекта дизайна для применения на железной дороге. Адаптивные лучи предназначены для ограничения эффектов смещения частоты на высокой скорости. Межячеечное отслеживание лучей и скоординированное планирование призваны уменьшить количество переключений при пересечении поездом множества ячеек. Кроме того, широковещательные лучи и пилоты настроены для обеспечения линейного покрытия, чтобы энергия оставалась в коридоре, а не рассеивалась в пустой местности.

Согласно заявлению, проведенные измерения на участке Иньси в Шэньси показали расширение покрытия ячейки примерно на 200 метров после модернизации, рост средней скорости восходящего канала 5G на 24% и увеличение средней скорости нисходящего канала более чем на 50%. Показатели улучшения пользовательского опыта были еще более выраженными: скорость восходящего канала на границе зоны увеличилась на 95%, а скорость нисходящего канала — более чем на 100%.

Хотя FDD Massive MIMO долгое время служил инструментом для повышения емкости в городских макросетях, размещение 32 передающих и 32 принимающих трактов на скоростном коридоре представляет собой попытку применить эту городскую модель емкости к быстро движущейся линейной ячейке. Huawei и Shaanxi Telecom представляют внедрение в Шэньси как действующую коммерческую сеть, а не как лабораторный эксперимент. Следует отметить, что все заявленные приросты покрытия и пропускной способности являются утверждениями компании и оператора от объявления в октябре и не прошли независимую проверку.