自由空間光通訊，即兩個裝置之間在一定距離內使用光來攜帶資訊的通訊，是一個非常有希望實現高速通訊的系統。
眾所周知，這種通訊系統不受電磁干擾（EMI），電磁干擾是一種由外部來源產生的影響電路的干擾，可以破壞無線電訊號。
雖然一些研究已經強調了自由空間光通訊的可能優勢，但這種通訊系統至今仍有某些侷限性。
最值得注意的是，它對防禦竊聽者的安全性有限。
巴黎電信公司（巴黎綜合理工學院成員）、mirSense、達姆施塔特工業大學和加州大學洛杉磯分校（UCLA）的研究人員最近推出了一個獨特的系統，用於更安全的自由空間光通訊，該系統基於一種被稱為量子級聯鐳射器的技術，這是一種特殊型別的半導體鐳射器，通常發射中紅外光。
研究者表示，我們研究的核心思想是，帶有量子金鑰分配（即基於量子物理特性）的私人自由空間通訊是有希望的，但它可能還需要幾年時間，甚至更遠。
目前，這項技術的主要限制是對低溫系統的要求，非常緩慢的資料率和昂貴的裝置。
在他們發表的論文中，提出了一個替代以前提出的實現私人自由空間通訊的系統，該系統實現了一個基於量子力學定律的加密協議。
他們設計的新系統是基於使用兩個單向耦合的量子級聯鐳射器。
研究人員的方法將所謂的混沌同步（屬於混沌控制的範疇）與量子級聯鐳射技術的中紅外波長相結合。
混沌同步是一個特定的屬性，幾十年來一直在半導體鐳射器的背景下被研究。
研究人員解釋，混沌同步是私人通訊的關鍵，而中紅外波長意味著與大多數半導體鐳射器發射的近紅外波長相比，大氣的衰減很低。
因此，我們可以設想具有非常長的傳輸距離，並對大氣條件具有免疫力。
此外，中紅外波長意味著隱蔽性，因為背景輻射也在同一波長域。
量子級聯鐳射器的中紅外波長使潛在的竊聽者更難破譯使用研究人員的系統交換的資訊。
這意味著通訊的安全性得到了進一步提高。
最顯著的成就是在兩個QCL（量子級聯鐳射器）之間成功實現了混沌同步。
長期以來，在這種結構中產生時間混沌的可能性是有爭議的，因為與大多數半導體鐳射器相比，它們依靠的是一種不同的技術，而這種技術總體上使QCL更加穩定，所以並不真正容易產生混沌現象。
幾年前，我們透過實驗證明了QCL可以產生時間上的混沌，而現在我們透過實現基於混沌同步的私人通訊，將這一點向前推進了一步。
到目前為止，研究人員僅僅描述了他們提議的系統的概念驗證，其中兩個量子級聯鐳射器之間的距離僅僅為一米。
這不是自由空間通訊的一個現實配置。
然而，他們希望改進他們的系統，使其更適合於現實世界的實施。
研究人員表示，我們計劃將這個距離增加到幾百米，然後是幾公里，以便建立一個可操作的系統。
除了量子級聯鐳射器外，還有其他中紅外半導體鐳射器，如帶間級聯鐳射器（ICL）。
我們計劃用ICL重複同樣的實驗，以確定中紅外波長下私人通訊的最佳配置。
