OPTIDOC - Optimale Quantendetektoren für die Kommunikation

Mit der zunehmenden Digitalisierung steigen die Anforderungen an drahtloser Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung. Klassische Systeme stoßen dabei an ihre Grenzen, da sie eine hohe senderseitige Lichtleistung benötigen. Die Quantenkommunikation bietet hier eine vielversprechende Lösung, da sie mit minimaler Lichtleistung arbeitet und nur wenige Photonen benötigt. Ein wesentliches Problem bei der drahtlosen optischen Übertragung ist jedoch die Mehrwegeausbreitung. Sie führt zu Interferenzen und kann die Übertragungsqualität erheblich beeinträchtigen.

OPTIDOC löst dieses Problem durch eine neuartige Empfangsvorrichtung, die speziell für die optische Quantenkommunikation entwickelt wurde. Diese Vorrichtung umfasst eine Kanalabschätzungseinheit, die anhand der empfangenen Photonenanzahl die relevanten Kanalparameter ermittelt. Darauf aufbauend berechnet eine weitere Einheit Mutmaßlichkeitsinkremente, die in einer Übergangsmetrikberechnungseinheit weiter-verarbeitet werden. Die Besonderheit liegt darin, dass die Berechnung auf einer modifizierten, Laguerre-basierten Übergangsmetrik erfolgt. Diese berücksichtigt die physikalischen Eigenschaften der Quantenübertragung berücksichtigt und ist speziell für den Fall der Mehrwegeausbreitung angepasst.

Die Empfangsvorrichtung kombiniert bewährte Verfahren aus der digitalen Kommunikation, wie den Viterbi-Algorithmus oder den BCJR-Algorithmus, mit dieser neuen Metrik und sorgt so für eine zuverlässige Datenübertragung insbesondere unter schwierigen Bedingungen. Außerdem können bei Bedarf mehrere Empfangsstränge parallel betrieben werden, um durch Diversitätsempfang die Robustheit weiter zu erhöhen. Die Vorrichtung ist flexibel für den Einsatz im Singlemode- und Multimode-Betrieb ausgelegt.