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

Пьезоэлектрик упрочнился при механической нагрузке Пьезоэлектрик упрочнился при механической нагрузке

При сильных нагрузках материал способен увеличить свою упругость почти в 2 раза

N+1
«Могут возникнуть какие-то технические проблемы»: Собянин утвердил порядок получения пропусков в Москве «Могут возникнуть какие-то технические проблемы»: Собянин утвердил порядок получения пропусков в Москве

Собянин утвердил порядок выдачи спецпропусков для передвижения по Москве

Forbes
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
Карантин наедине с нарциссом: как это пережить Карантин наедине с нарциссом: как это пережить

Вынужденная самоизоляция оказалась непростым испытанием для многих семей

Psychologies
Разделяй и худей? Разделяй и худей?

Раздельное питание – что с ним не так?

Худеем правильно
Жертвы катастроф и конкуренции: куда подевались британские лайнеры Жертвы катастроф и конкуренции: куда подевались британские лайнеры

Реактивные гражданские лайнеры, которые производила Великобритания

Популярная механика
Невозможность острова Невозможность острова

Василий Степанов о практическом уроке самоизоляции в «Маяке» Роберта Эггерса

Weekend
Ход Козыревым Ход Козыревым

Почему Михаил Козырев не может гордиться своим культовым саундтреком к «Брату 2»

Esquire
Почему не стоит читать соцсети бывшего, если вы недавно расстались? Почему не стоит читать соцсети бывшего, если вы недавно расстались?

Социальные сети только мешают принять разрыв и отпустить прошлое

Psychologies
Богаты и одиноки: 17 миллиардеров-холостяков из России Богаты и одиноки: 17 миллиардеров-холостяков из России

Кто из богатейших россиян не спешит связывать себя узами брака?

Forbes
Их свела профессия: 10 актрис, которые вышли замуж за режиссеров Их свела профессия: 10 актрис, которые вышли замуж за режиссеров

Эти люди полюбили друг друга благодаря профессии

Cosmopolitan
Полезные эко-привычки, которые изменят мир и помогут сэкономить деньги Полезные эко-привычки, которые изменят мир и помогут сэкономить деньги

Рассказываем, какие эко-привычки точно стоит внедрить в свою жизнь

Cosmopolitan
ОСАГО-2020: что изменилось и как с этим жить ОСАГО-2020: что изменилось и как с этим жить

Страховщики пересчитали страховые коэффициенты для всех водителей

РБК
И мякоть, и косточки: почему оливковое масло такое вкусное И мякоть, и косточки: почему оливковое масло такое вкусное

Священное масло, елей, дар дерева, не боящегося засухи…

Популярная механика
Фото, наркотики, рок-н-ролл: каким вышел документальный фильм о Джиме Маршалле — фотографе Джимми Моррисона, Джонни Кэша и не только Фото, наркотики, рок-н-ролл: каким вышел документальный фильм о Джиме Маршалле — фотографе Джимми Моррисона, Джонни Кэша и не только

Фильм о фотографе, которому удалось сделать удивительные снимки рок-звезд 1960-х

Esquire
9 секс-символов прошлого: что с ними стало 9 секс-символов прошлого: что с ними стало

Эти харизматичные мужчины в своё время стали воплощением образа мачо

Cosmopolitan
Антипрививочники преувеличили последствия катастроф и болезней Антипрививочники преувеличили последствия катастроф и болезней

Противники вакцинации склонны преувеличивать последствия негативных событий

N+1
Деменцию связали с совмещением определенных продуктов питания Деменцию связали с совмещением определенных продуктов питания

Для профилактики деменции важно сочетать между собой определенные продукты

N+1
Здоровая спина Здоровая спина

Эти упражнения помогут укрепить мышцы спины и позвоночник

Домашний Очаг
Долина раздора. Как комментируют новый фильм Юрия Дудя о мировой IT-столице Долина раздора. Как комментируют новый фильм Юрия Дудя о мировой IT-столице

Интересные мнения о новом фильме Юрия Дудя о мировой IT-столице

СНОБ
Обманчивая прозрачность ЦБ: почему регулятор может действовать без оглядки на формулы Обманчивая прозрачность ЦБ: почему регулятор может действовать без оглядки на формулы

Уровень «нейтральной ставки» не накладывает ограничений на действия Центробанка

Forbes
5 способов избавиться от тревоги и уснуть 5 способов избавиться от тревоги и уснуть

Можно ли отключить беспокойство и вернуть здоровый сон?

Psychologies
Роди за меня. Корреспондент The Economist о том, как женщины становятся суррогатными матерями Роди за меня. Корреспондент The Economist о том, как женщины становятся суррогатными матерями

О подводных камнях общества потребления и суррогатном материнстве

Forbes
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
Красота на карантине Красота на карантине

Правила ухода за волосами и ногтями на карантине

Худеем правильно
Норма давления по возрастам у мужчин: все, что нужно знать об этом жизненно важном показателе Норма давления по возрастам у мужчин: все, что нужно знать об этом жизненно важном показателе

Эти цифры нужно знать

Playboy
Гендерный дисбаланс: сколько на самом деле женщин среди инвесторов и предпринимателей Кремниевой Долины Гендерный дисбаланс: сколько на самом деле женщин среди инвесторов и предпринимателей Кремниевой Долины

Как обстоят дела с женским предпринимательством в Кремниевой Долине

Forbes
Новые дома Помпей Новые дома Помпей

Дома южной части Помпей открылись для посещения после реставрации

N+1
«Мама танцует, а у меня конференц-колл»: истории топ-менеджеров, которые самоизолировались с родителями «Мама танцует, а у меня конференц-колл»: истории топ-менеджеров, которые самоизолировались с родителями

Как оставаться независимым и продуктивным, если вернулся в родительский дом

Forbes
Человек-эпоха: отрывок из последней книги Эдуарда Лимонова «Старик путешествует» Человек-эпоха: отрывок из последней книги Эдуарда Лимонова «Старик путешествует»

Фрагменты из последний книги Лимонова: посещение им Франции в 2018-2019 годах

Esquire
Открыть в приложении