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

Пространство по моим правилам Пространство по моим правилам

Как окружающая обстановка влияет на наше состояние

Psychologies
Дрис ван Нотен: «Я не самый простой руководитель: много требую, но столько же готов отдавать» Дрис ван Нотен: «Я не самый простой руководитель: много требую, но столько же готов отдавать»

Разбираемся в тонком устройстве вселенной дизайнера Дриса Ван Нотена

GQ
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
Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис Запас прочности: как женщины в малом бизнесе переживают «вирусный» кризис

Предпринимательницы о том, как сейчас обстоят дела и к чему они готовятся

Forbes
Битый час Битый час

Краткая экономика турниров UFC

Forbes
Звезда родилась Звезда родилась

Тима Белорусских и его продюсер о том, как становятся популярными музыкантами

Cosmopolitan
Почему у папы печень больше? Почему у папы печень больше?

Женщины и мужчины отличаются друг от друга куда больше, чем мы привычно считаем

Maxim
Как я работаю курьером в карантин: рассказ нашей героини из Санкт-Петербурга Как я работаю курьером в карантин: рассказ нашей героини из Санкт-Петербурга

В чем особенности курьерской работы и страшно ли работать во время пандемии

Cosmopolitan
Награда для героини Награда для героини

В поддержке и признании нуждаются все женщины

Robb Report
Что влияет на стоимость фермерских продуктов Что влияет на стоимость фермерских продуктов

Из чего же выстраивается стоимость фермерских продуктов и может ли она быть ниже

СНОБ
«Если сдохну, значит, я этого достоин»: владелец Natura Siberica о том, почему пандемия оздоровит рынок «Если сдохну, значит, я этого достоин»: владелец Natura Siberica о том, почему пандемия оздоровит рынок

Андрей Трубников рассказал, как в разгар эпидемии собирается увеличить продажи

Forbes
Смещение границ: как не потерять баланс между работой и личными делами в «домашнем офисе» Смещение границ: как не потерять баланс между работой и личными делами в «домашнем офисе»

Работа удаленно дает некоторые приятные бонусы.

Forbes
Время повернуть дышло Время повернуть дышло

Законодательство о банкротстве грозит «обнулением» значительному числу компаний

Эксперт
Распаковка Y-хромосомы приблизила старость самцов дрозофилы Распаковка Y-хромосомы приблизила старость самцов дрозофилы

Почему самцы живут меньше самок?

N+1
Посидеть в своем углу: как и зачем нам нужно отдыхать от близких в условиях изоляции Посидеть в своем углу: как и зачем нам нужно отдыхать от близких в условиях изоляции

Находиться на карантине вместе с близкими — это и удовольствие, и испытание

Psychologies
Малометалличные звезды указали на чужеродное происхождение Омеги Центавра Малометалличные звезды указали на чужеродное происхождение Омеги Центавра

Шаровое скопление Омега Центавра может быть остатком карликовой галактики

N+1
25 убийственных цитат Джереми Кларксона о машинах, которые ему не понравились 25 убийственных цитат Джереми Кларксона о машинах, которые ему не понравились

Ни один автоконцерн не избег участи испытать унижение от Джереми Кларксона

Maxim
Чисто по-женски Чисто по-женски

Отвечаем на самые распространенные вопросы, которые волнуют всех женщин

Лиза
Какая разница! Звездные пары, в которых женщина старше мужчины Какая разница! Звездные пары, в которых женщина старше мужчины

Некоторые думают, что большая разница в возрасте — однозначный минус

Cosmopolitan
Жажда топлива: какие бывают двигатели, и чем они питаются Жажда топлива: какие бывают двигатели, и чем они питаются

Иногда у инженеров выходят весьма занятные экземпляры двигателей

Популярная механика
8 продуктов, которые очень полезны для здоровья сердца 8 продуктов, которые очень полезны для здоровья сердца

Со временем сердце изнашивается — эти продукты поддержат его в трудную минуту

Cosmopolitan
Здоровье Здоровье

Гениальные врачи встречаются не только в сериалах

Maxim
Голос Америки: чем армия США будет сражаться в скором будущем Голос Америки: чем армия США будет сражаться в скором будущем

Лазеры, всевозможные электромагнитные пушки и другое новейшее оружие

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
Терпеть или уйти? Как быть, если мужчина не дает развиваться Терпеть или уйти? Как быть, если мужчина не дает развиваться

Что делать, если мужчина не поддерживает ваше желание развиваться?

Psychologies
Почему СУ-76 называли братской могилой Почему СУ-76 называли братской могилой

Несколько слов в защиту советской самоходки СУ-76

Maxim
Конец фильма: что видят люди перед смертью Конец фильма: что видят люди перед смертью

В конце любой кинокартины на экране появляются финальные титры

Популярная механика
Страстная неделя Страстная неделя

Половина гостей Недель моды взбунтовалась против самого факта их существования

Vogue
«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

Пять распространённых стереотипов о женщинах

Cosmopolitan
Открыть в приложении