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
Счастье и неудовлетворенность: одно другому не мешает? Счастье и неудовлетворенность: одно другому не мешает?

Только наше собственное желание может помочь нам быть счастливыми

Psychologies
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
14 ранних симптомов рака, которым часто не придают значения 14 ранних симптомов рака, которым часто не придают значения

Не стоит игнорировать даже самые безобидные симптомы!

Cosmopolitan
Жизнь в забвении: история киноактрисы Нины Ивановой Жизнь в забвении: история киноактрисы Нины Ивановой

Звезда «Весны на Заречной улице» продолжала актерскую карьеру и после фильма

Cosmopolitan
«Лица века»: как изменились долгожители с возрастом «Лица века»: как изменились долгожители с возрастом

Проект фотографа Яна Лангера «Лица века» получил мировую известность

Cosmopolitan
Ошибочная настройка: 10 автомобилей, изуродованных тюнингом Ошибочная настройка: 10 автомобилей, изуродованных тюнингом

С помощью тюнинга машины пытаются сделать лучше, но иногда что-то идёт не так

Популярная механика
Лисичка-сестричка Лисичка-сестричка

Добровинский с волшебной сказкой про природу — жадную, наивную и полную чудес

Tatler
Как клетки иммунной системы помогают друг другу в борьбе с врагом Как клетки иммунной системы помогают друг другу в борьбе с врагом

Необычные взаимодействия между клетками иммунной системы, способствующие защите

Популярная механика
Из минёров в танкисты: боевой путь слесаря Егорова Из минёров в танкисты: боевой путь слесаря Егорова

Рассказы о войне: история службы слесаря Егорова

Популярная механика
Эмоции мышей определили по выражению морды Эмоции мышей определили по выражению морды

Что такое эмоции животных, похожи ли они на человеческие и как их отличить?

N+1
Детективные триллеры: 18 лучших картин для захватывающего вечера Детективные триллеры: 18 лучших картин для захватывающего вечера

Готов пощекотать себе нервы?

Playboy
Донные черви приручили бактерий и научились питаться метаном Донные черви приручили бактерий и научились питаться метаном

Бактерии-симбионты обеспечивают червей соединениями углерода

N+1
Бережный развод Бережный развод

Можно ли пройти путь расставания максимально бережно друг к другу?

Домашний Очаг
Трижды крещенный Трижды крещенный

Надя Кузютина вспоминает, как повезло ее деду, прошедшему несколько войн

Добрые советы
История одной песни: «Stayin' Alive» трио Bee Gees История одной песни: «Stayin' Alive» трио Bee Gees

Хит, который дал старт моде на песни про выживание. А также стал символом диско

Maxim
«Хоум-офис — это не только работа в обнимку с котом». 10 советов по работе из дома от главы Google в России «Хоум-офис — это не только работа в обнимку с котом». 10 советов по работе из дома от главы Google в России

Гендиректор Google в России рассказала, как работать из дома и все успевать

Forbes
26 способов облегчить уборку 26 способов облегчить уборку

Маленькие хитрости, которые помогают сэкономить время для более интересных дел!

Домашний Очаг
7 возрастных изменений, которые могут стать неожиданностью 7 возрастных изменений, которые могут стать неожиданностью

К некоторым физиологическим проявлениям возраста мы не готовы

Cosmopolitan
«Мы не знаем, как поведут себя вирусы в космосе» «Мы не знаем, как поведут себя вирусы в космосе»

Доктор медицинских наук Вячеслав Ильин — о микробиологической обстановке на МКС

Огонёк
Прикоснёмся к феерии Прикоснёмся к феерии

Русский плакат рубежа веков

Наука и жизнь
Брошенные виллы в Испании: что станет с «запасными аэродромами» богатых россиян за рубежом Брошенные виллы в Испании: что станет с «запасными аэродромами» богатых россиян за рубежом

Состоятельные россияне вынуждены менять долгосрочную жизненную стратегию

Forbes
Удар по креативному классу: почему пандемия приведет к падению рейтингов власти Удар по креативному классу: почему пандемия приведет к падению рейтингов власти

Нынешний кризис неминуемо вызовет снижение поддержки власти

Forbes
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
Правила жизни Андрея Миронова Правила жизни Андрея Миронова

Андрей Миронов умер 16 августа 1987 года в возрасте 46 лет в Риге, Латвия.

Esquire
Что влияет на выбор партнера: факторы привлекательности Что влияет на выбор партнера: факторы привлекательности

Психологические и физиологические факторы, влияющие на наш выбор партнера

Популярная механика
Zivert, Шарлот, ФРЕНДЗОНА: 10 самых перспективных музыкантов России до 30 лет Zivert, Шарлот, ФРЕНДЗОНА: 10 самых перспективных музыкантов России до 30 лет

Рэперы, панки, поп- и электронные музыканты: рейтинг Forbes

Forbes
Как подключить Bluetooth наушники к компьютеру или ноутбуку Как подключить Bluetooth наушники к компьютеру или ноутбуку

Вашу любимую гарнитуру для смартфона можно подключить и к ноутбуку

CHIP
Передний край науки Передний край науки

Последние новости с научных полей

Naked Science
Ученые нашли способ повысить безопасность квантовой криптографии Ученые нашли способ повысить безопасность квантовой криптографии

Разработан способ повысить уровень защищенности квантовой криптографии

Популярная механика
Открыть в приложении