По оценке физиков максимум распространения информации под водой - 80 метров

N+1Наука

Физики наладили 30-метровую линию квантовой связи в турбулентных потоках воды

Артем Моськин

Схема проведения квантовой передачи зашифрованной информации под водой. Frederic Bouchard et al. / arxiv.org, 2020

Физики с помощью протокола квантовой связи BB84 зашифровали сообщение и передали пучком света под водой с турбулентным течением на 30 метров. По полученным оценкам максимальное расстояние работы линии зашифрованной связи может составлять до 80 метров. Препринт работы опубликован на сайте arxiv.org.

С развитием квантовых компьютеров и алгоритмов (например, алгоритм Шора способен за логарифмическое время — время обработки растет, как логарифм числа, — разложить большое число на два простых множителя для взлома ключа алгоритма шифрования RSA) все более актуальными становятся квантовые алгоритмы шифрования информации. С момента реализации протокола BB84 в 1984 году квантовое распределение ключа шифрования стало наиболее надежным вариантом для защищенной связи. На сегодняшний день ученые разработали коммерчески доступные устройства с квантовым распределением ключа через оптоволокно и новые протоколы для увеличения безопасности и частоты обновления ключей, а также провели эксперименты по квантовой передаче через канал спутниковой связи.

Многие протоколы имеют преимущество за счет многомерных квантовых состояний. Квантовая информация обычно кодируется на одном из компонентов степеней свободы фотона — поляризация, запаздывание, позиция и поперечный момент. Но можно использовать и несколько степеней свободы для образования более сложной структуры состояния фотона, например, когерентная комбинация поляризации и орбитального углового момента создает состояние фотона, которое используют в микроскопии, оптических пинцетах, классической и квантовой связи. Подробнее про принципы квантовой связи можно прочитать в нашем материале «Квантовая азбука: „Телепортация“».

Ученые реализуют протоколы квантового распространения ключа через каналы в свободном пространстве, однако в последнее время исследователи решают проблему защищенного обмена информацией между подводными исследовательскими аппаратами и кораблями на поверхности воды. Поглощение водой волн радиодиапазона привело к доминированию акустической технологии в обмене информацией под водой, но между 400 и 500 нанометрами есть окно прозрачности, в котором возможна квантовая и оптическая связь. Теоретические расчеты показывают, что максимум распространения информации в спокойных условиях — 300 метров при длине волны в 418 нанометров, чего достаточно для связи с исследовательскими аппаратами. Однако в водной среде нельзя не учитывать турбулентное течение, которое локально изменяет коэффициент преломления воды и приводит к смещению и искажению луча света. А потому ученые оптимизируют протоколы для увеличения расстояния связи и скорости обмена ключами.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Любовь или самообман? Как распознать настоящие чувства и избежать ловушек Любовь или самообман? Как распознать настоящие чувства и избежать ловушек

Какие ловушки ума заставляют нас обманываться в чувствах?

Psychologies
Лика Мизинова. Гнездо для чайки Лика Мизинова. Гнездо для чайки

В своих рассказах Чехов много раз использовал реалии судьбы Лики Мизиновой

Караван историй
Рис: польза и вред для здоровья одного из самых популярных продуктов Рис: польза и вред для здоровья одного из самых популярных продуктов

Так ли он хорош рис для здоровья

Playboy
Валентина Панина. На чемоданах Валентина Панина. На чемоданах

Валентина Панина на подмостках уже пятьдесят два года

Караван историй
Лицо как медиум: 10 художников, которые создают маски Лицо как медиум: 10 художников, которые создают маски

Маски и по сей день вдохновляют художников, дизайнеров и скульпторов

Esquire
«Противоестественно неженственные»: Оксана Акиньшина высказалась о феминистках «Противоестественно неженственные»: Оксана Акиньшина высказалась о феминистках

Оксана Акиньшина рассказала о своем отношении к движению за права женщин

Cosmopolitan
«Мы тренируемся на улицах. Олимпийские чемпионы соревнуются с соседскими детьми» «Мы тренируемся на улицах. Олимпийские чемпионы соревнуются с соседскими детьми»

Монологи спортсменов, чью мечту об Олимпиаде в Токио разрушила пандемия

GQ
Почему кровоточат десны Почему кровоточат десны

Как бороться с воспалительными заболеваниями десен?

Лиза
Лариса Гузеева рассказала, как ей разрешили «гулять по буфетам» Первого канала Лариса Гузеева рассказала, как ей разрешили «гулять по буфетам» Первого канала

Первый канал отмечает юбилей: 25 лет в эфире

Cosmopolitan
Человек, культура, цифра: лучшие музейные проекты России Человек, культура, цифра: лучшие музейные проекты России

Современные музеи становятся частью информационного пространства

Популярная механика
Где Авель, брат твой? Где Авель, брат твой?

Мы в России чувствуем огромную опасность ревизии истории Второй мировой войны

Эксперт
Что делать, если вас или вашего ребенка травят в интернете Что делать, если вас или вашего ребенка травят в интернете

Как бороться с оскорблениями в виртуальном мире

CHIP
Что нужно знать об антибиотиках: 4 популярных мифа Что нужно знать об антибиотиках: 4 популярных мифа

На что на самом деле способны антибиотики

Популярная механика
Сердце железной дороги: как обеспечивают безопасность движения Сердце железной дороги: как обеспечивают безопасность движения

Жизнь Москвы и Московской области невозможно представить без железных дорог

Популярная механика
На свой страх и риск На свой страх и риск

Рассказываем, какие полисы могут пригодиться тебе в поездке

Cosmopolitan
Уильям Джеремия из группы Kadebostany создал целое государство, а Бейонсе даже не сказала ему спасибо Уильям Джеремия из группы Kadebostany создал целое государство, а Бейонсе даже не сказала ему спасибо

Уильям Джеремия о диктатуре, изображениях президента и группе Kazka

GQ
Знакомьтесь, Эдвард Кратчли – дизайнер, исследователь, путешественник Знакомьтесь, Эдвард Кратчли – дизайнер, исследователь, путешественник

Его коллекции называют новым образчиком современной мужской роскоши

GQ
Сменить декорации. Как новая реальность заставит нас пересмотреть старые схемы лидерства Сменить декорации. Как новая реальность заставит нас пересмотреть старые схемы лидерства

Как отказ от привычных схем позволяет оставаться эффективным руководителем

Forbes
Эмпатия в бизнесе. Почему из сверхчувствительных людей получаются лучшие руководители Эмпатия в бизнесе. Почему из сверхчувствительных людей получаются лучшие руководители

Почему повышенная чувствительность — конкурентное преимущество

Forbes
«Кофе можно будет настроить»: что известно о «цифровой» кофейне «Додо пиццы» и её руководительнице «Кофе можно будет настроить»: что известно о «цифровой» кофейне «Додо пиццы» и её руководительнице

Как сделать заказ кофе через приложение новой привычкой посетителей

VC.RU
Ученые предложили платформу для создания оптического транзистора Ученые предложили платформу для создания оптического транзистора

Ученые работают над тем, чтобы создать оптические транзисторы

Популярная механика
«Сейчас время жить» «Сейчас время жить»

Режиссер Анна Меликян — о борьбе с эталоном в фильме «Фея»

Огонёк
Третий после Alibaba и JD: китайский магазин Pinduoduo вырос вдвое за год благодаря группам охотников за экономией Третий после Alibaba и JD: китайский магазин Pinduoduo вырос вдвое за год благодаря группам охотников за экономией

Как устроен магазин с полумиллиардом клиентов

VC.RU
Дурачась навека: фильму Дурачась навека: фильму

Как появился один из лучших комедийных фильмов, и почему его шутки актуальны

Esquire
Истина на Востоке. Почему Китай может стать новым мировым центром виноделия Истина на Востоке. Почему Китай может стать новым мировым центром виноделия

Китайцы поняли: выращивать виноград и делать вино можно и в своей стране

Forbes
Ваша пара точно столкнется с этим на карантине Ваша пара точно столкнется с этим на карантине

Главное – не убейте друг друга на карантине

GQ
Филолог — в жизни, бандит — на экране. Тайны личной жизни Анатолия Журавлева Филолог — в жизни, бандит — на экране. Тайны личной жизни Анатолия Журавлева

Анатолий Журавлев обожает искусство и даже имеет специальность филолога

Cosmopolitan
Солнце мое Солнце мое

Рассказываем, как защитить себя от UV-излучения

Добрые советы
Котел крутых людей: что осталось за кадром фильма Юрия Дудя о Кремниевой долине Котел крутых людей: что осталось за кадром фильма Юрия Дудя о Кремниевой долине

Насколько новый выпуск «ВДудь» точно отражает дух и ценности Долины

Forbes
Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте

Из мартовского оттока в $5 млрд почти $4 млрд пришлось на пять крупных банков

Forbes
Открыть в приложении