据TechRadar报道,南非金山大学和法国波尔多大学的研究人员近日在实验中成功将数据编码进一束高速激光,并通过空气传输了数百米,数据接收保真度超过98%。这一技术有望大幅降低通信成本,并为卫星通信、量子计算乃至偏远地区高速互联网接入带来新方案。

实验中,研究团队将光学数据编码进光束中的磁性拓扑结构“斯格明子”(skyrmions)。该结构犹如一层保护盾,使数据在传输过程中免受热量、风等大气湍流的干扰。即使在“最恶劣条件”下,保真度仍达到86%。相关成果已发表在《科学进展》杂志上。

研究团队解释道,数据被编码在光的拓扑轮廓中。金山大学结构光实验室主任安德鲁·福布斯教授用一个比喻来说明:甜甜圈和咖啡杯都有一个圆孔,即使形状改变,这个孔的特性保持不变。同理,光即使被热量和噪声扭曲,其所携带的数据也不会被破坏。

此前,开放空间的数据传输往往需要实时监测和校正失真,成本高昂且难度大。新方法省去了这一繁琐环节。研究人员认为,这一成果特别适用于无法铺设光纤的空间任务,也能提升高速卫星通信和量子计算性能。此外,它还可用于将高速互联网从空中“照射”到长期缺乏传统运营商服务的农村社区。

“我们设想,我们的成果将通过利用光固有的不变特性实现快速、可靠、高效的通信,从而为通过扭曲介质传输信息开辟道路。”研究人员总结道。