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

«Я стала трудоголиком, который ел на ужин мороженый йогурт». Как сохранить личные границы на работе и в жизни «Я стала трудоголиком, который ел на ужин мороженый йогурт». Как сохранить личные границы на работе и в жизни

Как научиться отстаивать свои интересы и перестать отказываться от себя

Inc.
Мерцающая красота Мерцающая красота

Нет, наверное, человека, которому незнакомо магическое слово "Сваровски"

Караван историй
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
Изобретательность не спасла птиц от инвазивных видов и человека Изобретательность не спасла птиц от инвазивных видов и человека

Однако от угроз со стороны инвазивных видов и от чрезмерной охоты они не спасают

N+1
Руками и ногами: как работали автомобильные навороты прошлого Руками и ногами: как работали автомобильные навороты прошлого

Вопрос на засыпку: когда появился первый автомобильный навигатор

Популярная механика
Витамин В3 помог иммунитету в борьбе с глиобластомой Витамин В3 помог иммунитету в борьбе с глиобластомой

В больших дозах витамин В3 уменьшил размеры опухоли в мозге модельных животных

N+1
Что будет с современным искусством после пандемии Что будет с современным искусством после пандемии

Как изменятся цены на искусство и что делать арт-дилерам?

СНОБ
Гузель Яхина: да, нет, знаю Гузель Яхина: да, нет, знаю

«Не люблю слово «вдохновение», — говорит автор романа «Зулейха открывает глаза»

Glamour
Нашим от ваших: как в СССР копировали капиталистический автопром Нашим от ваших: как в СССР копировали капиталистический автопром

Автопром в Советском Союзе всегда был как хромая лошадь

Популярная механика
Ваша пара точно столкнется с этим на карантине Ваша пара точно столкнется с этим на карантине

Главное – не убейте друг друга на карантине

GQ
Манифест нежности Манифест нежности

Ксения Рождественская о книге «Расторгуев» и ее герое

Weekend
«Народ смел полки»: какой бизнес стоить открывать во время пандемии «Народ смел полки»: какой бизнес стоить открывать во время пандемии

Forbes рассказывает истории трех компаний, взлетевших благодаря карантину

Forbes
Инопланетяне среди нас: мог ли Марс быть колыбелью земной жизни Инопланетяне среди нас: мог ли Марс быть колыбелью земной жизни

Гипотезу о том, что жизнь зародилась на Марсе, можно назвать необычной

Популярная механика
Стряхнуть лапшу Стряхнуть лапшу

Что правда, а что ложь в мифах о лапше быстрого приготовления?

Лиза
Автомобилистов ждут важные изменения. В ГИБДД раскрыли детали Автомобилистов ждут важные изменения. В ГИБДД раскрыли детали

В 2021 году на каждую аварию будут оформлять электронную карточку

РБК
Спаси и сохрани: как в кризис сохранить и приумножить средства Спаси и сохрани: как в кризис сохранить и приумножить средства

Способы сохранения и увеличения денежной заначки

Популярная механика
25 лучших первоапрельских розыгрышей в истории 25 лучших первоапрельских розыгрышей в истории

Единичные примеры крупных обманов на 1 апреля, в которые поверили

Maxim
Слава блогу! Слава блогу!

Grazia выбрала самые интересные тревел-блоги

Grazia
Тайные линии: что скрывает наша кожа Тайные линии: что скрывает наша кожа

Человеческая кожа скрывает сложные узоры линий, о которых вы вряд ли подозревали

Популярная механика
Гигантская. Критические дни Бетельгейзе Гигантская. Критические дни Бетельгейзе

Разбираемся с причинами глубокого «обморока» Бетельгейзе

Наука и жизнь
«Не дотянули»: аналитики предупредили о риске падения цен на нефть даже после сделки России и ОПЕК «Не дотянули»: аналитики предупредили о риске падения цен на нефть даже после сделки России и ОПЕК

Крупнейшее сокращение добычи не убережет нефтяные цены от нового падения

Forbes
Исландия на будущее Исландия на будущее

Северный яхтинг давно захватил сердца любителей паруса

Robb Report
Харизма в любом весе: метаморфозы Ольги Картунковой Харизма в любом весе: метаморфозы Ольги Картунковой

Её имя не сходит с новостных лент: Картункова стала настоящей красавицей

Cosmopolitan
Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях

67-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
«ОПГ Добрых дел»: как и зачем Евгений Хитьков и команда строят свою альтернативную реальность «ОПГ Добрых дел»: как и зачем Евгений Хитьков и команда строят свою альтернативную реальность

«Пить вино и не сдаваться» — лозунг «ОПГ Добрых дел»

Собака.ru
Советские автомобили, который выпускали за границей Советские автомобили, который выпускали за границей

Все уже украдено у нас

Maxim
Рейнор Винн: Соленая тропа Рейнор Винн: Соленая тропа

Отрывок из рассказа о путешествии немолодой семейной пары по Великобритании

СНОБ
Жирные кислоты и насыщенные углеводороды сделали крылья цикад бактерицидными Жирные кислоты и насыщенные углеводороды сделали крылья цикад бактерицидными

Химический состав крылышек важен не меньше, чем рельеф их поверхности

N+1
Почему часовые мануфактуры так хотят работать с сапфировым стеклом Почему часовые мануфактуры так хотят работать с сапфировым стеклом

Почему только Hublot достигли в обработке сапфирового стекла невероятных успехов

GQ
Угрожал разводом и поднимал руку: через что прошла Муцениеце в браке с Прилучным Угрожал разводом и поднимал руку: через что прошла Муцениеце в браке с Прилучным

Через какие сложности Агате Муцениеце с мужем пришлось пройти за годы брака

Cosmopolitan
Открыть в приложении