下一場互聯網革命可能源於一根中空的光纖。南安普敦大學的研究人員開發了一種新型光纖，這種光纖通過微小的充滿空氣的通道來引導光線，取代了目前主流的固體玻璃核心。這一設計使得信號能夠通過空氣傳輸，而不是傳統的玻璃，從而減少了能量損失，並使光線能夠在長距離內更有效率地移動。
在傳統光纖中，每 15 至 20 公里約有一半的信號會損失，這需要頻繁的中繼站來增強和重新傳輸數據。而新的中空設計則能將這一距離延長至約 33 公里，才會損失一半的光。主導研究的 Francesco Poletti 解釋道：「如果新技術可以使每兩三棟大樓之間省略一棟，那將是非常顯著的成本節省。」這種光纖還可以傳輸超過傳統光纖 1,000 倍的功率，並能在更廣泛的波長範圍內傳輸信號。這包括可見光的單光子脈衝，通常用於量子通信系統。這一雙重功能使得這一突破不僅對現有網絡具有重要意義，也對新興的量子技術有著重大的影響。
中空光纖並不是全新的概念。之前的設計已在專門的應用中使用，例如在數據中心內部連接計算單元時，速度至關重要。由於光在空氣中的傳播速度比在玻璃中快約 45%，因此中空光纖具有立即的優勢。但直到現在，由於成本過高或實施不切實際，這種光纖並未得到廣泛應用。Poletti 作為南安普敦的光子學和材料科學研究者，已經對這一特定設計進行了超過十年的精煉。其關鍵在於其獨特的結構：五個小圓柱，每個圓柱內包含兩個嵌套圓柱，連接在一個較大圓柱的邊緣上。這一精確的排列確保了只有特定波長的光能夠適合進入中空核心，從而使脈衝被緊密地限制在內，而不會洩漏出去。Poletti 表示：「我們真的認為這可能是變革性的。」
製造這些光纖的挑戰在於如何大規模生產而不損失其精緻的幾何形狀。傳統光纖的製作是通過熔化和拉伸固體玻璃形成細長的光纖，而南安普敦團隊則從一個約 20 厘米寬的玻璃預成型體開始，這個預成型體中已經包含了中空通道。當光纖被拉伸至約 100 微米直徑時，中空空間會被加壓，以保持其結構。商業化的進程已經開始，Lumenisity 將生產這些光纖，這是一家從南安普敦大學衍生出的初創公司。微軟在 2022 年收購了該公司，這凸顯了業界對這一技術潛力的興趣。如果這些光纖能證明耐用且具成本效益，它們可能使當今的電信系統更快、更便宜，同時支持下一代量子通信網絡。來自奧地利因斯布魯克大學的實驗物理學家 Tracy Northup 表示：「這一結果對量子通信社區來說非常有趣。」她指出，直到現在，中空光纖甚至對於小規模的實驗來說都是過於昂貴的。「我們在研究界可以希望，隨著大規模生產的推進，未來價格可能會顯著降低。」
