今天发表在《科学》杂志上的研究表明，扭曲的光束可以提高互联网的流量承载能力，从而有效地为信息高速公路增加新的层级。
互联网流量呈指数级增长，研究人员一直在寻找方法，将更多的信息挤入传输信息的的的光纤电缆中。过去20年来使用的一种成功方法本质上是增加了更多的流量通道，使用不同的颜色或波长来传输不同的信号。但是为了补偿增加的通道，每个通道都必须变窄。因此，就像在真实的道路上一样，在数据流开始混杂之前，间隔只能如此之小。
在过去的几年里，不同的研究小组尝试使用一种称为轨道角动量的光属性，将信息编码在光束的形状中，以缓解拥堵。目前，使用直线光束来传输互联网信号，但是某些滤镜可以扭曲光束，使其在传播时以不同的卷曲程度围绕自身螺旋运动。
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之前使用这种效应进行的实验发现，不同形状的光束在不到一米的距离后往往会混杂在一起。
现在，来自马萨诸塞州波士顿大学和加利福尼亚州洛杉矶南加州大学的一个研究小组找到了一种方法，可以将不同形状的光束分离长达创纪录的1.1公里。
研究人员设计并制造了一根1.1公里长的玻璃电缆，其横截面的折射率是变化的，折射率衡量的是光在特定介质中传播的速度。然后，他们将扭曲的和直的光束发送到电缆中。
研究小组发现，光输出与输入相匹配——每种形状的光束都没有混杂在一起。可变的折射率显然以独特的方式影响每种光束形状，因此不同的形状在电缆中以不同的速度移动。“这意味着我可以保持它们的分离，”波士顿大学团队的电气工程师和负责人西达斯·拉马钱德兰说。
改善基础设施
今天发表的研究使用了具有特定卷曲度的顺时针和逆时针版本的扭曲光，但拉马钱德兰说，该团队此后进行了其他研究，表明可以使用大约十种不同的光束形状来传输信息。
这令人兴奋，因为每种形状都可能充当信息高速公路上全新的流量层级。在每个层级上，数据流可以进一步划分为较窄的颜色通道，从而最大化流量。“我们展示了一种新的自由度，我们可以用它来传输信息，”拉马钱德兰说。
然而，将这项工作从实验室转化为现实世界需要时间，部分原因是当前的互联网电缆仅传输直线光束。拉马钱德兰说，一个更直接的目标可能是安装能够在大型网络公司（如Facebook）使用的大型“服务器农场”中服务器之间的短距离内传输扭曲光的电缆。
英国格拉斯哥大学的光学物理学家迈尔斯·帕杰特对这项工作印象深刻，并对其潜力感到乐观。“总有一天，更大的带宽将意味着我们可以同时进行Skype通话，”他说。