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

Где время идет быстрее, когда оно закончится и кто живет в прошлом Где время идет быстрее, когда оно закончится и кто живет в прошлом

Мы его не ценим, очень часто им пренебрегаем, порой убиваем

Популярная механика
6 главных мифов об алкоголе 6 главных мифов об алкоголе

Где находится грань между алкоголизмом и желанием выпить после напряженного дня?

Популярная механика
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
Яркость новой V906 Киля объяснили ударным происхождением Яркость новой V906 Киля объяснили ударным происхождением

Большая часть излучения при вспышках новых звезд — выделение энергии

N+1
Гендерный дисбаланс: сколько на самом деле женщин среди инвесторов и предпринимателей Кремниевой Долины Гендерный дисбаланс: сколько на самом деле женщин среди инвесторов и предпринимателей Кремниевой Долины

Как обстоят дела с женским предпринимательством в Кремниевой Долине

Forbes
Лисичка-сестричка Лисичка-сестричка

Добровинский с волшебной сказкой про природу — жадную, наивную и полную чудес

Tatler
«Попался экспортный вариант». Как в СССР покупали автомобили «Попался экспортный вариант». Как в СССР покупали автомобили

Интересные факты о трудностях советских автомобилистов

РБК
6 способов защиты от болезни Альцгеймера 6 способов защиты от болезни Альцгеймера

Есть полезные привычки, которые помогут сохранить ясность ума

Psychologies

Российский фильм "Папа, сдохни" продолжает триумфальное шествие по западным СМИ

Esquire
Нейронный зонд из проводящего полимера напечатали на 3D принтере Нейронный зонд из проводящего полимера напечатали на 3D принтере

Новый способ позволил напечатать полимер толщиной в 30 микрометров

N+1
«Я учусь ходить заново» «Я учусь ходить заново»

Никита Непряхин перенес тяжелую операцию и пересмотрел свои правила, цели, мечты

Psychologies
Сидящие под дождём Сидящие под дождём

У насекомых и пауков особые взаимоотношения с окружающим миром

Наука и жизнь
Четыре юных кавалера: истории любви Ирины Аллегровой Четыре юных кавалера: истории любви Ирины Аллегровой

Её называют императрицей российской эстрады не только из-за любимой песни

Cosmopolitan

Салли Руни — литературный феномен, "Сэлинджером для миллениалов"

Esquire
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
Ученые предрекли почти полное летнее таяние морского льда в Арктике к 2050 году Ученые предрекли почти полное летнее таяние морского льда в Арктике к 2050 году

Начиная с 2050 года на Северном полюсе в период летнего таяния не будет льда

N+1
10 мифов о Ларсе фон Триере 10 мифов о Ларсе фон Триере

Какие из многочисленных мифов о Ларсе фон Триере правдивы

Esquire
Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин

Почему нам пора забыть о салфетках и никогда не лениться ухаживать за собой

Cosmopolitan
Успехи бога: жизнь и судьба Джеки Чана, самого неубиваемого актера на Земле Успехи бога: жизнь и судьба Джеки Чана, самого неубиваемого актера на Земле

Это история о том, как огромные амбиции маленького мальчика совершили чудо

Maxim
Та, что помоложе: знаменитости, поменявшие молодых жен на еще более юных Та, что помоложе: знаменитости, поменявшие молодых жен на еще более юных

В творческой среде крепкие и долгие браки — редкость

Cosmopolitan
Как Китай пытается выяснить реальные масштабы пандемии Как Китай пытается выяснить реальные масштабы пандемии

Власти Китая разворачивают новую программу тестирования

Forbes
Как пять чувств помогут определить проблемы с автомобилем Как пять чувств помогут определить проблемы с автомобилем

У человека от природы есть все для первичной диагностики автомобиля

Популярная механика
15 мыслей Александра Филиппенко 15 мыслей Александра Филиппенко

Зачем Александр Филиппенко возит в чемодане секатор и ждет нового XX съезда

GQ
«Падать уже некуда, дно — достигнуто». Почему нужно спасать гостиничную и ресторанные отрасли «Падать уже некуда, дно — достигнуто». Почему нужно спасать гостиничную и ресторанные отрасли

Туристический и гостиничный бизнес стал одной из первых жертв кризиса

Forbes
Как индустрии выживают в период пандемии: ювелирно-часовой бизнес Как индустрии выживают в период пандемии: ювелирно-часовой бизнес

Проблемы, с которыми столкнулись представители ювелирно-часового бизнеса

РБК
Идеальный мир: почему Земля - не самое лучшее место для жизни Идеальный мир: почему Земля - не самое лучшее место для жизни

«Суперобитаемые» планеты подходят для жизни намного лучше, чем наша родная Земля

Популярная механика
Русью пахнет Русью пахнет

Усадебные пейзажи художника Сергея Виноградова послужили прообразом для дома

AD
На что обращают внимание миллениалы при выборе работы На что обращают внимание миллениалы при выборе работы

С молодыми специалистами сегодня можно достичь серьезных успехов

СНОБ
Как ты себя чувствуешь Как ты себя чувствуешь

Как понять свое тело и разрешить себе получать удовольствие

Cosmopolitan
Мыслить нелинейно Мыслить нелинейно

Элегантный интерьер в духе респектабельного шика

SALON-Interior
Открыть в приложении