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

Сахароспирт пригласил листоядных гусениц полакомиться грибами Сахароспирт пригласил листоядных гусениц полакомиться грибами

В листьях, пораженных ржавчинными грибами, оказалось больше соединений азота

N+1
Как рыбы выбирают партнера для секса Как рыбы выбирают партнера для секса

Ученые изучили брачное поведение рыбок

National Geographic
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
Renault Duster, Suzuki Jimny, UAZ Patriot: кто кого? Renault Duster, Suzuki Jimny, UAZ Patriot: кто кого?

Есть мнение, что настоящие внедорожники больше не нужны

РБК
Эволюция генов метаболизма у гигантских вирусов произошла независимо от клеток-хозяев Эволюция генов метаболизма у гигантских вирусов произошла независимо от клеток-хозяев

501 новый геном крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов

N+1
Серьезный замес: как замешать раствор вручную Серьезный замес: как замешать раствор вручную

Задумали залить стяжку или сделать кладку и не знаете, чем замесить раствор?

CHIP
Синдром пустого гнезда: как отпустить детей родителям-одиночкам Синдром пустого гнезда: как отпустить детей родителям-одиночкам

Когда повзрослевшие дети покидают дом, жизнь родителей резко меняется

Psychologies
Готовьтесь к рецессии не менее года: как среднему и малому бизнесу выжить в условиях пандемии Готовьтесь к рецессии не менее года: как среднему и малому бизнесу выжить в условиях пандемии

Сейчас все зависит от способности не паниковать и не расслабляться

Forbes
«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
Почему Меркель решила смягчить карантин в Германии Почему Меркель решила смягчить карантин в Германии

За этот успех крупнейшая экономика Европы расплачивается рецессией

Forbes
Новый дом Новый дом

Современный интерьер, построенный на игре фактур

SALON-Interior
Адвокат Андрей Андреев: Как общественному активисту обезопасить себя в России Адвокат Андрей Андреев: Как общественному активисту обезопасить себя в России

Что делать, если вас задержали, рассказывает адвокат и общественный деятель

СНОБ
«Всегда есть голод по хорошему сценарию» «Всегда есть голод по хорошему сценарию»

Актриса Анна Невская о самодисциплине, съемках и роли своей мечты

OK!
Ритейл не справляется с заказами Ритейл не справляется с заказами

Ажиотажный всплеск спроса ускорил переход традиционной розницы в онлайн

Эксперт
Исход из Поднебесной Исход из Поднебесной

Бизнес переходит от размещения заказов в Китае к собственному производству

Эксперт
Химики побили рекорд по ионной проводимости лития для структур аргиродита Химики побили рекорд по ионной проводимости лития для структур аргиродита

Полученный материал успешно испытали в качестве твердого электролита

N+1
5 привычек, опасных для мозга (от них нужно срочно избавиться) 5 привычек, опасных для мозга (от них нужно срочно избавиться)

Мозг — один из самых главных органов в твоем теле

Playboy
Почему военные корабли раньше красили в кубическом стиле Почему военные корабли раньше красили в кубическом стиле

Поблагодарить за такой необычный окрас можно немецкие субмарины

Maxim
Как морские существа защищают нас от миллионов вирусов Как морские существа защищают нас от миллионов вирусов

Некоторые обитатели морей превосходно уничтожают вирусные патогены, поедая их

Популярная механика
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
Пандемия породила спрос на одиночество: риелторы заметили рост интереса к уединенному жилью Пандемия породила спрос на одиночество: риелторы заметили рост интереса к уединенному жилью

Владельцы уединенного жилья — о плюсах и минусах жизни вдали от цивилизации

Forbes
Чудо небесной механики: найдена планетная система с почти совершенной орбитальной «гармонией» Чудо небесной механики: найдена планетная система с почти совершенной орбитальной «гармонией»

На три оборота одной планеты следующая за ней делает два

National Geographic
«Если учитель сейчас выступает в роли “говорящей головы”, значит, он и раньше ею был». Руководители школ о дистанционном обучении «Если учитель сейчас выступает в роли “говорящей головы”, значит, он и раньше ею был». Руководители школ о дистанционном обучении

Как школы адаптируются к новым условиям: дискуссия

СНОБ
«Тональный на год»: что такое процедура BB Glow — плюсы и минусы «Тональный на год»: что такое процедура BB Glow — плюсы и минусы

Процедура BB Glow обещающает нам идеальный тон кожи на целый год

Cosmopolitan
Звезда родилась Звезда родилась

Тима Белорусских и его продюсер о том, как становятся популярными музыкантами

Cosmopolitan
Быт военного времени Быт военного времени

Первая часть ответов на вопросы о повседневной жизни в условиях военного времени

Дилетант
Как управлять удаленной командой: 9 советов от Давида Яна Как управлять удаленной командой: 9 советов от Давида Яна

Как не растерять в период кризиса человеческий капитал — главный актив бизнеса?

Forbes
Правила жизни Вивьен Вествуд Правила жизни Вивьен Вествуд

Дизайнер, Лондон, 79 лет

Esquire
Метеориты выдали несколько изолированных резервуаров воды в мантии Марса Метеориты выдали несколько изолированных резервуаров воды в мантии Марса

Формирование Марса не сопровождалось активным перемешиванием мантии

N+1
Следите за рукой Следите за рукой

Экс-президент Украины Петр Порошенко может стать премьер-министром

Огонёк
Открыть в приложении