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

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
Давид Рафаловский: «Весь мир уже в облаке, и Россия там будет» Давид Рафаловский: «Весь мир уже в облаке, и Россия там будет»

Давид Рафаловский переехал в Москву ради развития цифровой платформы Сбербанка

РБК
Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время

Три проверенных способа по-настоящему отдохнуть

VC.RU
За что воевали За что воевали

Советские люди спасли гуманистические и демократические ценности во всем мире

Эксперт
15 главных битв 1939–1945 15 главных битв 1939–1945

Вторая часть списка самых крупных сражений и операций Второй мировой войны

Дилетант
Переменам быть: как поддержать себя в период кризиса? Переменам быть: как поддержать себя в период кризиса?

Кризисы в нашей жизни начинаются по разным причинам

Psychologies
В преддверии глобальной сделки: окажутся ли ключевые производители нефти в одной упряжке В преддверии глобальной сделки: окажутся ли ключевые производители нефти в одной упряжке

Будет ли заключена новая сделка ОПЕК+?

Forbes
Руки прочь: как научиться не трогать лицо Руки прочь: как научиться не трогать лицо

Эпидемия лишний раз напомнила нам правила личной гигиены

Cosmopolitan
SOS: останови потери SOS: останови потери

Что делать, если каждый день ты обнаруживаешь на расческе все больше волос

Лиза
100 метров от дома 100 метров от дома

Риналь Мухаметов не боится за время карантина пропасть с радаров

OK!
Звезда будет Звезда будет

Астрономы обнаружили звезду, которая слишком близко подлетела к черной дыре

Популярная механика
Лицо как медиум: 10 художников, которые создают маски Лицо как медиум: 10 художников, которые создают маски

Маски и по сей день вдохновляют художников, дизайнеров и скульпторов

Esquire
8 бьюти-проблем, которые начнутся у тебя из-за карантина — ищем решение 8 бьюти-проблем, которые начнутся у тебя из-за карантина — ищем решение

Карантин повлиял на жизнь каждого человека и не прошел мимо нашей бьюти-рутины

Cosmopolitan
Самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом Самый крупный кратер Аррокота рассказал о его ударном прошлом

Транснептуновые двойные системы прочнее, чем кажется на первый взгляд

N+1
Убийца, который ходит сам по себе: самые опасные породы кошек Убийца, который ходит сам по себе: самые опасные породы кошек

Далеко не все породы кошек могут быть безопасны для своих хозяев

Популярная механика
Карантин наедине с нарциссом: как это пережить Карантин наедине с нарциссом: как это пережить

Вынужденная самоизоляция оказалась непростым испытанием для многих семей

Psychologies
Простые видеотренировки: функциональный тренинг Простые видеотренировки: функциональный тренинг

Как правильно заниматься функциональным тренингом во время вынужденной изоляции

Psychologies
Неверность: что мы готовы простить, а что нет Неверность: что мы готовы простить, а что нет

Для каждого из нас понятие «измена» означает что-то свое

Psychologies
Растительное vs коровье молоко: какое лучше добавить в кофе по мнению экспертов Растительное vs коровье молоко: какое лучше добавить в кофе по мнению экспертов

Действительно ли растительное молоко полезно для организма?

Cosmopolitan
«Агенты перемен». Как Cartier Women's Initiative объединяет женщин, которые способны изменить мир «Агенты перемен». Как Cartier Women's Initiative объединяет женщин, которые способны изменить мир

Уинджи Сампайо о том, что объединяет лучших предпринимательниц со всего света

Forbes
Исследователи смогли обмануть разные сканеры отпечатков пальцев в 80 процентах случаев Исследователи смогли обмануть разные сканеры отпечатков пальцев в 80 процентах случаев

Копии отпечатков пальцев работают со сканерами в смартфонах в 80% случаев

N+1
9 ключевых правил макияжа, о которых нельзя забывать женщине старше 40 лет 9 ключевых правил макияжа, о которых нельзя забывать женщине старше 40 лет

Соблюдайте эти правила макияжа, чтобы создать легкий и освежающий образ

Cosmopolitan
Эксперимент. Один день на карантине без гаджетов и интернета Эксперимент. Один день на карантине без гаджетов и интернета

Каково это — на целый день остаться без гаджетов, но со своими близкими

СНОБ
Гены гигантских вирусов могут контролировать хозяев: загадка природы Гены гигантских вирусов могут контролировать хозяев: загадка природы

Гигантские вирусы опровергают все наши представления о вирусах как о форме жизни

Популярная механика
Вы это серьезно? Как Центробанку убедить рынок в своих намерениях Вы это серьезно? Как Центробанку убедить рынок в своих намерениях

Почему рынок не верит в готовность Банка России снижать ставки

Forbes
Лекарство от старых клеток примирило иммунитет мышей с силиконовым имплантатом Лекарство от старых клеток примирило иммунитет мышей с силиконовым имплантатом

Это может стать методом профилактики осложнений после установки имплантатов

N+1
Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин

Daily Harvest приносит прибыль с первого дня работы и оценивается в $500 млн

Forbes
Дмитрий Чевычалов: 7 способов получить отзывы от клиентов, избежав навязчивости Дмитрий Чевычалов: 7 способов получить отзывы от клиентов, избежав навязчивости

Как получить положительные отзывы для своего бизнеса

СНОБ
Сладкая жизнь: полезен ли темный шоколад? Отвечают врачи Сладкая жизнь: полезен ли темный шоколад? Отвечают врачи

«Темный шоколад полезен», — уверены сладкоежки, что думают специалисты?

Cosmopolitan
Йес, мем Йес, мем

В условиях самоизоляции и закрытых галерей главным искусством становится мем

Собака.ru
Открыть в приложении