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
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
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
Ключевые фигуры войны Ключевые фигуры войны

Первая часть ответов на вопросы о главных действующих лицах Второй мировой войны

Дилетант
7 самых интересных фильмов, снятых по видеоиграм 7 самых интересных фильмов, снятых по видеоиграм

Звездные актерские составы, эффектные трюки, юмор и отличные саундтреки

РБК
Джейн Ди Вэнс: Элегия Хиллбилли Джейн Ди Вэнс: Элегия Хиллбилли

«Сноб» публикует первую главу романа Джейн Ди Вэнс «Элегия Хиллбилли»

СНОБ
Далекие галактические кластеры опровергли теорию “кекса с изюмом” Далекие галактические кластеры опровергли теорию “кекса с изюмом”

Скорость расширения Вселенной разнится от места к месту

Популярная механика
Самые угоняемые автомобили в России. Рейтинг Самые угоняемые автомобили в России. Рейтинг

Страховщики отмечают рост краж автомобилей из Южной Кореи

РБК
В Голливуд из глубинки! Как выглядели русские модели до того, как прославились В Голливуд из глубинки! Как выглядели русские модели до того, как прославились

Как выглядели "наши" топ-модели до того, как добились успеха на западе

Cosmopolitan
«Полный хаос». Автор «И повсюду тлеют пожары» Селеста Инг — об эпидемии и сериале с Риз Уизерспун «Полный хаос». Автор «И повсюду тлеют пожары» Селеста Инг — об эпидемии и сериале с Риз Уизерспун

Писательница Селеста Инг об экранизации своей книги и дебюте в кино

Forbes
Забудьте про жизнь на 26 000 рублей в месяц: каким будет новый застой после пандемии Забудьте про жизнь на 26 000 рублей в месяц: каким будет новый застой после пандемии

Режим самоизоляции придает нынешнему кризису новые черты

Forbes
Одна моложе другой. Все жены Геннадия Ветрова Одна моложе другой. Все жены Геннадия Ветрова

Известный комик никак не может выбрать одну единственную

Cosmopolitan
Как получить чек от миллиардера? Стартапы, в которые вложились участники списка Forbes Как получить чек от миллиардера? Стартапы, в которые вложились участники списка Forbes

Каждый начинающий предприниматель мечтает получить бизнесмена в наставники

Forbes
Нейроны гипоталамуса заставили мышей есть больше жирной пищи Нейроны гипоталамуса заставили мышей есть больше жирной пищи

Нейроны дугообразного ядра гипоталамуса влияют на пищевое поведение

N+1
Джесси Айзенберг: «Талантливые люди всегда одиноки» Джесси Айзенберг: «Талантливые люди всегда одиноки»

Интервью с Джесси Айзенбергом о стеснительности и своем «неголливудском» образе

Cosmopolitan
5 способов избавиться от тревоги и уснуть 5 способов избавиться от тревоги и уснуть

Можно ли отключить беспокойство и вернуть здоровый сон?

Psychologies
Прыщи — нехватка витамина А и другие бьюти-проблемы из-за дефицита элементов Прыщи — нехватка витамина А и другие бьюти-проблемы из-за дефицита элементов

За показателями каких витаминов стоит следить и какие продукты добавить в рацион

Cosmopolitan
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
Дневники патологоанатома об особенностях работы Дневники патологоанатома об особенностях работы

Отрывок из книги Джуди Мелинека «Ты труп, приятель»

Maxim
Брат-2 Брат-2

Интервью с бизнесменами Кириллом и Даниилом Карачевыми

Собака.ru
Идея: Читать живопись Идея: Читать живопись

Инсталляция «Апология иммерсивной пустоты» – искусство не для всех

Maxim
Бесполезные машины механика Ника Ремеджа: торжество абсурда Бесполезные машины механика Ника Ремеджа: торжество абсурда

Ржавые колеса, полиэтиленовые пакеты, стоптанная обувь – в дело идет все

Популярная механика
Как разрушаются берега Российской Арктики: новое исследование Как разрушаются берега Российской Арктики: новое исследование

С какой скоростью разрушается эта часть уникального северного региона

Популярная механика
«Стояли на Lada, теперь — на Camry». 5 схем мошенников «Стояли на Lada, теперь — на Camry». 5 схем мошенников

Мошенники придумали новые способы, как выманить деньги у водителей

РБК
Во дворах штрафуют и эвакуируют. Как избежать проблем Во дворах штрафуют и эвакуируют. Как избежать проблем

Опасные места, где можно получить штраф

РБК
Управляемые молекулы помогут излечить инсульт Управляемые молекулы помогут излечить инсульт

Ученые разработали терапевтический комплекс на основе наночастиц

Популярная механика
От бурлеска до маленького секс-шопа: признания работников «взрослой» индустрии От бурлеска до маленького секс-шопа: признания работников «взрослой» индустрии

Работники «взрослой» индустрии о том, как эпидемия повлияла на их сферы

Cosmopolitan
Хезер Моррис: Дорога из Освенцима Хезер Моррис: Дорога из Освенцима

«Сноб» публикует первую главу романа Хезер Моррис «Дорога из Освенцима»

СНОБ
Луч света в темном царстве. Как будет развиваться киноиндустрия после пандемии Луч света в темном царстве. Как будет развиваться киноиндустрия после пандемии

Российский кинематограф вызывает огромное количество споров

СНОБ
Создатели Futurology AI — о «Кэти», ботах и том, как спасти бизнес Создатели Futurology AI — о «Кэти», ботах и том, как спасти бизнес

Как «умные» роботы помогут найти работу и победить кибербуллинг

РБК
Открыть в приложении