第401章 两条线（1/2）

1996年3月。

北京的春天来得猝不及防。一夜之间，中关村大街两旁的杨树就冒出了嫩绿的芽，空气里那股烧煤的味道终于散了，取而代之的是一种泥土和草木混合的清新气息。

林远站在材料所的院子里，手里拿着一份刚打印出来的方案，深深地吸了一口气。

这份方案，是他用整整一个月的时间，把所有的技术路线、时间节点、人员分工、经费预算全部重新梳理了一遍之后做出来的。他把这份方案叫做“双线并行方案”。

第一条线：演示系统线。

用弱相干光源方案，在六月的联调会上做原理演示。目标是“能工作”——能传输一段真实的信息，比如一段话音或者一幅图像。安全性可以暂时放一放，先把路走通。

时间节点：三月完成光源和探测器的系统集成，四月完成偏振编码模块，五月完成同步电路和系统联调，六月参加联调会。

第二条线：核心技术线。

继续攻关真正的量子通信核心技术——高效率的单光子源、低噪声的单光子探测器、主动偏振控制、诱骗态方法。这条线不赶联调会的进度，但要持续推进，为后续的实用化系统打基础。

时间节点：六月之前完成诱骗态方法的理论方案设计，年底之前完成实验验证。

两条线并行，互不干扰，但又相互支撑。演示系统线可以为核心技术线提供实验平台和测试环境，核心技术线的成果又可以反哺演示系统的升级。

他把这份方案交给秦念的时候，秦念看了很久。然后她说了一句话：

“这个方案，像是我想出来的。”

林远愣了一下，不知道这是在夸他还是在说他剽窃。但秦念的下一句话让他明白了。

“你的思维方式变了。”秦念说，“不再是‘我要做什么’，而是‘这件事应该怎么做’。这是进步。”

林远站在那里，不知道该说什么。他觉得自己其实什么都没变，只是在秦念的办公室里坐了太多次，听她说了太多话，不知不觉地被她的思维方式影响了。

秦念在方案上签了字。

“去吧。”她说，“两条线，都不能断。”

演示系统线的工作在三月初全面展开。

林远把材料所的实验室改造成了一个临时的系统集成车间。光学平台放在中间，周围摆满了各种测试仪器——示波器、光谱仪、功率计、偏振分析仪。墙上贴着一张巨大的进度表，用不同颜色的笔标注着每一项任务的起止时间和负责人。

王磊负责光源部分。他用周明设计的方案，搭建了一台弱相干光源——一个脉冲激光器，经过衰减片阵列，把每个脉冲的平均光子数衰减到0.1左右。也就是说，十个脉冲里，大约有一个脉冲包含一个光子，其余九个脉冲是空的。偶尔会有两个光子的脉冲，概率大约是百分之一。

“0.1的平均光子数，是目前国际上公认的折中选择。”王磊对林远说，“再低的话，成码率太低；再高的话，多光子脉冲的概率太大，安全性漏洞太明显。”

“成码率大概多少？”林远问。

“按目前的参数估算，加上探测器的效率和光纤的损耗，大概每秒能产生几十个有效密钥比特。”

“几十个？”林远皱了皱眉，“太慢了。一段话音的采样率是每秒八千比特，几十个比特连一个音节都传不了。”

王磊摊了摊手：“这就是物理极限。单光子级别的通信，不可能快。你要想传话音或者图像，只能用后处理——先用量子密钥分发产生密钥，再用经典通信方式加密传输信息。量子信道本身只能传密钥，不能传信息。”

林远点了点头。这个道理他当然懂，但真正看到那个“几十比特每秒”的数字时，还是觉得心里发凉。

张海洋负责探测器部分。他把之前做好的单光子探测器做了进一步的优化——改进了读出电路的信噪比，增加了一个半导体制冷模块，把暗计数率从180赫兹降到了120赫兹左右。探测效率也略有提升，达到了18%。

“还是比不上国外的产品。”张海洋说，“但对于演示系统来说，够用了。”

“够用就行。”林远说，“先跑通，再优化。”

他自己负责最难的偏振编码部分。

偏振编码的核心器件是电光调制器。长春光机所那边果然有人在做——一个叫刘建国的副研究员，专门研究铌酸锂电光调制器的。方明华帮他们牵了线，刘建国很痛快地答应了合作。

“我的调制器是给经典通信用的，速率能做到622兆赫兹。”刘建国在电话里说，“但你们要的单光子级别，驱动电路的噪声是个问题。我得重新设计一个低噪声的驱动板，可能要两个月。”

“两个月太长了。”林远说，“能不能先给我们一个现成的、噪声大一点的？我们先做系统集成测试，等您的低噪声版出来之后再替换。”

刘建国想了想：“也行。但我得提醒你，现成版的驱动电路噪声很大，可能会淹没单光子信号。”

“我们先试试。”

三天后，刘建国从长春寄来了两个电光调制器和配套的驱动电路。林远把它们安装在光学平台上，接上光源和探测器，开始测试。

结果很不理想。

驱动电路的开关噪声通过地线串到了探测器上，示波器上的波形变成了一团乱麻。单光子的信号完全被淹没了，根本看不到。

“我就说嘛。”刘建国在电话里说，“驱动电路的噪声问题不解决，单光子级别的应用没法做。”

林远挂了电话，站在光学平台前面，盯着那团乱麻一样的波形，脑子里飞速地转着。

噪声是地线串过来的。如果把驱动电路和探测器完全隔离呢？用光耦隔离，或者用光纤传输控制信号？

他拿起笔，在笔记本上画了一个草图。把驱动电路的控制信号通过光纤传输到调制器，驱动电路的电源用电池供电，完全和系统隔离。这样，地线上的噪声就没法串过来了。

他找到王磊：“帮我做一个光纤传输的控制信号接口。”

“什么要求？”

“电转光，光转电。延迟小于10纳秒。”

王磊想了想：“能做。但得用高速光模块，我手上没有现成的。”

“去买。特事特办。”

三天后，王磊做好了光纤控制接口。林远把它接入系统，重新测试。

示波器上的波形，干净了。

“成了。”林远看着示波器上清晰的信号峰，长长地出了一口气。

王磊凑过来看：“噪声呢？”

“降了两个数量级。单光子的信号可以清楚地看到了。”

“太好了！”

“别高兴太早。”林远指着示波器上的另一个地方，“你看这里——调制器本身插损太大了。光经过调制器之后，功率衰减了百分之八十。本来就微弱的单光子信号，又被打了个折扣。”

王磊的笑容凝固在脸上。

“这怎么办？”

林远沉默了一会儿。然后他说：“两条路。第一，找刘建国优化调制器的插损。第二，提高光源的输出功率，补偿插损带来的衰减。两条路都走。”

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