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

6 ключей, чтобы продлить любовь 6 ключей, чтобы продлить любовь

Шесть моделей поведения, которые делают любовные отношения счастливыми

Psychologies
Детективные триллеры: 18 лучших картин для захватывающего вечера Детективные триллеры: 18 лучших картин для захватывающего вечера

Готов пощекотать себе нервы?

Playboy
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
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
Китайский астрофизик открыл самую быстровращающуюся звезду Млечного Пути Китайский астрофизик открыл самую быстровращающуюся звезду Млечного Пути

Звезда вращается с рекордно большой скоростью — около 540 километров в секунду

N+1
Магнитные наночастицы отрегулировали работу надпочечников крыс Магнитные наночастицы отрегулировали работу надпочечников крыс

Через термочувствительные каналы

N+1
Прогулочная коляска: правила выбора Прогулочная коляска: правила выбора

Рассказываем, как правильно выбрать функциональную и удобную детскую коляску

Мама и малыш
Пищевой наркотик: так ли опасен главный усилитель вкуса E621 Пищевой наркотик: так ли опасен главный усилитель вкуса E621

Трудно найти вещество, более страшное в глазах потребителя, чем глутамат натрия

Популярная механика
Пэн Дженофф: История сироты Пэн Дженофф: История сироты

Отрывок из романа Пэм Дженофф, в котором Ноа находит пристанище в цирке

СНОБ
«Мария-Антуанетта из Tesla»: Илон Маск может получить самую большую зарплату в жизни в разгар кризиса «Мария-Антуанетта из Tesla»: Илон Маск может получить самую большую зарплату в жизни в разгар кризиса

Илон Маск может получить свое самое большое в жизни вознаграждение

Forbes
На каких поверхностях в доме больше всего микробов На каких поверхностях в доме больше всего микробов

Эти поверхности в доме нужно мыть регулярно и особенно тщательно

Cosmopolitan
Что делать, если вас или вашего ребенка травят в интернете Что делать, если вас или вашего ребенка травят в интернете

Как бороться с оскорблениями в виртуальном мире

CHIP
История джемпера: от формы легкоатлетов и символа студенчества до одежды для любых домашних дел История джемпера: от формы легкоатлетов и символа студенчества до одежды для любых домашних дел

Рассматриваем в деталях классический предмет гардероба, выясняем его особенности

Esquire
Наука объяснила, почему ты чувствуешь усталость после видеоконференций Наука объяснила, почему ты чувствуешь усталость после видеоконференций

се мы сейчас испытываем стресс от перехода на онлайн-общение

Maxim
Сооснователь «Кухни на районе» — о «Москве без плиты» Сооснователь «Кухни на районе» — о «Москве без плиты»

Как «Кухне на районе» удается существовать и даже развиваться в кризис

РБК
Выключить «бешеный принтер»: какие законы нужны российскому бизнесу в кризис Выключить «бешеный принтер»: какие законы нужны российскому бизнесу в кризис

В чем опасность антикризисного законодательства для бизнеса

Forbes
Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца

Изображения с высоким разрешением сделал суборбитальный телескоп NASA Hi-C

N+1
Олимпийский код Олимпийский код

Спортивное программирование – спорт высоких достижений

Популярная механика
И даже в отпуск ездят! Звездные пары, которые остались друзьями после разрыва И даже в отпуск ездят! Звездные пары, которые остались друзьями после разрыва

После расставания немногим удается сохранить теплые отношения

Cosmopolitan
Самые обедневшие российские миллиардеры: сколько за год потеряли Тимченко, Михельсон и другие участники списка Forbes Самые обедневшие российские миллиардеры: сколько за год потеряли Тимченко, Михельсон и другие участники списка Forbes

В сумме десять бизнесменов потеряли $35 млрд

Forbes
Мой бедненький: 7 ловушек отношений с мужчиной, который зарабатывает меньше тебя Мой бедненький: 7 ловушек отношений с мужчиной, который зарабатывает меньше тебя

Женщина намного успешнее своего мужчины: к чему нужно быть готовой

Cosmopolitan
«Дер дойче пятерка» — как немцы сделали из «Лады» внедорожник «Дер дойче пятерка» — как немцы сделали из «Лады» внедорожник

В модернизации обошлись без полного привода

Maxim
Митохондриальная Ева: был ли у человечества общий предок? Митохондриальная Ева: был ли у человечества общий предок?

Что означает понятие «последний общий предок всего человечества»

Популярная механика
12 недооцененных комедий, которые ты скорее всего не видел 12 недооцененных комедий, которые ты скорее всего не видел

MAXIM не гарантирует, что эти комедии изменят твою жизнь и надорвут твой живот

Maxim
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 необычных случаев из практики Зигмунда Фрейда 5 необычных случаев из практики Зигмунда Фрейда

Зигмунд Фрейд целыми днями общался со всякими несчастными психами

Maxim
Тратим не по-детски Тратим не по-детски

Как выработать здоровые финансовые привычки у детей

Лиза
Прикоснёмся к феерии Прикоснёмся к феерии

Русский плакат рубежа веков

Наука и жизнь
Смотрю Дудя и слушаю «Нирвану»: звезда «Зенита» о жизни на карантине Смотрю Дудя и слушаю «Нирвану»: звезда «Зенита» о жизни на карантине

Александр Ерохин явно не теряет времени на самоизоляции!

Playboy
Рыбий ход Рыбий ход

Как решаются экологические проблемы, создаваемые плотинами и дамбами?

Наука и жизнь
Открыть в приложении