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

Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму Окислительное присоединение на палладии прошло по радикальному механизму

Представление о реакции окислительного присоединения на палладии было неполным

N+1
Почему кровоточат десны Почему кровоточат десны

Как бороться с воспалительными заболеваниями десен?

Лиза
Здоровые привычки для сердца имеют огромный эффект для всего тела Здоровые привычки для сердца имеют огромный эффект для всего тела

Как хорошее здоровье сердца поддерживает работу практически всех систем органов

ТехИнсайдер
Планетолог разрешил глубинные океаны магмы на Венере Планетолог разрешил глубинные океаны магмы на Венере

Ученый предложил для Венеры новую модель эволюции внутренней структуры

N+1
Чистая психология: как осанка влияет на нашу самооценку Чистая психология: как осанка влияет на нашу самооценку

Как прямая спина и расправленные плечи влияют на психическое состояние?

ТехИнсайдер
Будущее, которое никому не нужно: почему обязательная маркировка товаров бесполезна для экономики Будущее, которое никому не нужно: почему обязательная маркировка товаров бесполезна для экономики

Предприниматели просят приостановить внедрение обязательной маркировки товара

Forbes
Претендент на покупку «Ведомостей» пригрозил отказом от сделки Претендент на покупку «Ведомостей» пригрозил отказом от сделки

Алексей Голубович предупредил о возможном отказе от покупки «Ведомостей»

Forbes
Алкогений: Джек Лондон Алкогений: Джек Лондон

Джек Лондон: «Я в первый раз напился пяти лет от роду...»

Maxim
«Таксист — это не курьер». Агрегаторы ввели тарифы на доставку «Таксист — это не курьер». Агрегаторы ввели тарифы на доставку

Сервисы такси предлагают новые услуги доставки, почему водители недовольны этим

РБК
Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации Выдающаяся фантастика о взлетах, падениях и развитии цивилизации

Подборка самых интересных романов о взлетах и падениях цивилизаций будущего

Популярная механика
«Язык мой — враг мой»: как Тина Канделаки, Ксения Собчак, Александра Митрошина и другие блогеры и звезды отреагировали на скандал с Региной Тодоренко «Язык мой — враг мой»: как Тина Канделаки, Ксения Собчак, Александра Митрошина и другие блогеры и звезды отреагировали на скандал с Региной Тодоренко

Самые яркие мнения о скандале с Региной Тодоренко

Esquire
Предотвратить болезни и сохранить молодость: как тебе поможет биохакинг Предотвратить болезни и сохранить молодость: как тебе поможет биохакинг

Как стать биохакером и есть ли в этом вообще смысл?

Cosmopolitan
Третий лишний Третий лишний

Рассказ Ксении Букши, в котором на месте героя мог оказаться любой из нас

Esquire
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
5 индийских фильмов, которые можно смотреть 5 индийских фильмов, которые можно смотреть

Эти фильмы опровергают тезис «кино бывает хорошее, плохое и индийское»

Maxim
Владимир Васильев: «Если серьезно, цифра 80 до сих пор не укладывается в голове» Владимир Васильев: «Если серьезно, цифра 80 до сих пор не укладывается в голове»

Интервью с артистом балета Владимиром Васильевым

Караван историй
Пельмень из машины: казанский предприниматель хочет потеснить фастфуд своими автоматами с горячей едой Пельмень из машины: казанский предприниматель хочет потеснить фастфуд своими автоматами с горячей едой

Семён Фролов рассчитывает превратить пельмени в популярное молодёжное блюдо

VC.RU
Море зовёт Море зовёт

Традиционный яхтенный обзор в майском номере Robb Report

Robb Report
Российский процессор оказался мощнее чипов Intel в реальных тестах Российский процессор оказался мощнее чипов Intel в реальных тестах

Чип Baikal-M превзошел самые оптимистичные ожидания

Популярная механика
«Бил трубой, она упала». Автомобилист — о том, как крошил треноги «Бил трубой, она упала». Автомобилист — о том, как крошил треноги

После домашней разборки водитель выехал на дорогу и решил отомстить камерам

РБК
Жажда топлива: какие бывают двигатели, и чем они питаются Жажда топлива: какие бывают двигатели, и чем они питаются

Иногда у инженеров выходят весьма занятные экземпляры двигателей

Популярная механика
Модельной популяции нематод оказалась выгодна ранняя смерть взрослых червей Модельной популяции нематод оказалась выгодна ранняя смерть взрослых червей

Благодаря ранней смерти взрослых особей, пищи хватает для развития личинок

N+1
Невидимый враг: «безобидные» привычки, которые могут привести к раку Невидимый враг: «безобидные» привычки, которые могут привести к раку

Проверьте, нет ли у вас этих смертельно опасных привычек

Cosmopolitan
Истребитель танков: боевой путь Владимира Вострова Истребитель танков: боевой путь Владимира Вострова

Владимир Востров был бойцом вспомогательного отряда, помогающего РККА

Популярная механика
Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях

67-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Из любви к природе Из любви к природе

Экоосознанность и разумное потребление правят бал и в индустрии красоты

Psychologies
Как лазер режет уральские перовскиты на нанопластинки Как лазер режет уральские перовскиты на нанопластинки

Ученые разработали метод сверхточной и качественной лазерной обработки

Популярная механика
Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды

Цены на нефть в обозримой перспективе останутся низкими

Forbes
Cостояние: «Ушли в онлайн» Cостояние: «Ушли в онлайн»

Продолжаем делиться интересными вариантами досуга, которые мы почерпнули из Сети

Лиза
Гараж-сейл: первая «буржуазная» галерея Петербурга Marina Gisich Gallery идет в андеграунд Гараж-сейл: первая «буржуазная» галерея Петербурга Marina Gisich Gallery идет в андеграунд

За 20 лет в галерейном деле Марина Гисич «обросла жирком» и дает дорогу молодым

Собака.ru
Открыть в приложении