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

Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает

Разберем когнитивный диссонанс на понятных примерах

Playboy
Гимнастика для укрепления и восстановления лёгких Гимнастика для укрепления и восстановления лёгких

Для восстановления лёгких после пневмонии поможет дыхательная гимнастика

Здоровье
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
«Подушка безопасности измеряется неделями»: Эмин Агаларов о риске банкротства, кредитах в долларах и пустых ТЦ «Подушка безопасности измеряется неделями»: Эмин Агаларов о риске банкротства, кредитах в долларах и пустых ТЦ

Интервью с Эмином Алагаровым, музыкантом и вице-президентом Crocus Group

Forbes
Курьер-бизнесмен: зачем предприниматель с оборотом в $4 млн развозит еду по московским квартирам Курьер-бизнесмен: зачем предприниматель с оборотом в $4 млн развозит еду по московским квартирам

Меня зовут Сергей Ночовный, мне 38 лет, и я курьер службы доставки «Яндекс.Еда»

Forbes
Охота и сельское хозяйство спровоцировали передачу звериных вирусов человеку Охота и сельское хозяйство спровоцировали передачу звериных вирусов человеку

Вирусы млекопитающих регулярно поражают человека

N+1
Что стало с Меган Фокс? Как живет и выглядит секс-символ прошлого десятилетия Что стало с Меган Фокс? Как живет и выглядит секс-символ прошлого десятилетия

Чем сегодня занимается и как выглядит звезда прошлого десятилетия Меган Фокс

Cosmopolitan
Связь между будущими центрами речи возникла еще у общего предка людей и макак Связь между будущими центрами речи возникла еще у общего предка людей и макак

Пучок волокон, который связывает два центра речи, возник 25 миллионов лет назад

N+1
Мир, который встретит нас после карантина, мы все сейчас строим сами Мир, который встретит нас после карантина, мы все сейчас строим сами

Философия внутреннего карантина может повлечь за собой определенные последствия

Psychologies
На колесах. Как журналистка запустила производство самых легких инвалидных колясок и велосипедов На колесах. Как журналистка запустила производство самых легких инвалидных колясок и велосипедов

Компания Kinesis производит эргономичные коляски из карбона и алюминия

Forbes
7 фильмов в изоляции: что посмотреть с детьми 7 фильмов в изоляции: что посмотреть с детьми

Карантин — отличный повод посмотреть всей семьей фильмы или мультфильмы

Psychologies
Благо или проклятие. Как выбраться из ловушки трудоголизма и найти баланс в жизни Благо или проклятие. Как выбраться из ловушки трудоголизма и найти баланс в жизни

Что такое трудоголизм, когда он приводит к выгоранию или проблемам с психикой

Forbes
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
Клинт Иствуд знает, как одеваться на карантине Клинт Иствуд знает, как одеваться на карантине

Несколько образов из архивов Клинта Иствуда

GQ
«Нужно просто быть любопытным». Директор ярмарки Cosmoscow о том, как бросила работу в банке ради современного искусства «Нужно просто быть любопытным». Директор ярмарки Cosmoscow о том, как бросила работу в банке ради современного искусства

Что нам хотят донести молодые художники и как начать разбираться в их творчестве

Forbes
Ленин вне Мавзолея Ленин вне Мавзолея

Как и почему современное искусство оживляет образ вождя мирового пролетариата

Weekend
Кто является автором термина «Великая Отечественная война»? Кто является автором термина «Великая Отечественная война»?

Кем впервые было произнесено название войны, которую предстояло пройти СССР

Дилетант
И вдруг запели птицы: как танкист Отрощенков узнал о Победе И вдруг запели птицы: как танкист Отрощенков узнал о Победе

Сергей Андреевич Отрощенков пошёл в армию в 1940 году

Популярная механика
Почему Wi-Fi не работает: причины проблемы и решения Почему Wi-Fi не работает: причины проблемы и решения

Если WLAN-сеть перестала работать, на то может быть множество причин

CHIP
Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново

Проблемы крупного сетевого бизнеса в период самоизоляции

СНОБ
5 случаев, когда сериалы провоцировали взрывы продаж 5 случаев, когда сериалы провоцировали взрывы продаж

Можно бесплатно попасть в популярный сериал и прославиться на весь мир

Maxim
«У меня много задач» «У меня много задач»

С Эмином Агаларовым мы обсудили проблемы индустрии развлечений в новых реалиях

OK!
Награда для героини Награда для героини

В поддержке и признании нуждаются все женщины

Robb Report
Короли кэша: 10 миллиардеров с наибольшими доходами. Рейтинг Forbes — 2020 Короли кэша: 10 миллиардеров с наибольшими доходами. Рейтинг Forbes — 2020

Эти миллиардеры заработали на продаже активов в общей сложности почти $15 млрд

Forbes
А ну-ка сами! Как власть научилась стыдить граждан за собственные провалы А ну-ка сами! Как власть научилась стыдить граждан за собственные провалы

Государство вновь начинает призывать нас сделать то, с чем оно не справилось

СНОБ
Меловые отложения рассказали о тропиках в Антарктиде Меловые отложения рассказали о тропиках в Антарктиде

Какие условия окружающей среды были в Антарктиде миллионы лет назад?

N+1
«Надену маску, лишь бы машину купили». Что происходит на вторичке «Надену маску, лишь бы машину купили». Что происходит на вторичке

В условиях самоизоляции автомобилисты все равно не отказываются от продажи машин

РБК
Экспроприация экспроприатора: что нам делать с Лениным? Экспроприация экспроприатора: что нам делать с Лениным?

Какие образы вождя мирового пролетариата предлагает российская массовая культура

РБК
Миллиардер, который не дружит с цифрами: Канье Уэст официально попал в список Forbes Миллиардер, который не дружит с цифрами: Канье Уэст официально попал в список Forbes

Звезда хип-хопа Канье склонен преувеличивать и не в ладах в цифрах

Forbes
В России создали установку, ускоряющую получение биогаза из отходов В России создали установку, ускоряющую получение биогаза из отходов

Ученые создали опытную биоэнергетическую установку по переработке отходов

Популярная механика
Открыть в приложении