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

Как привести дела в порядок Как привести дела в порядок

Искусство продуктивности без стресса

kiozk originals
Как ты там, Марио? Как ты там, Марио?

Плохое может вдруг обернуться хорошим и – наоборот

Лиза
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
Пустое поле. Все ли смогут вернуться в большой спорт после пандемии Пустое поле. Все ли смогут вернуться в большой спорт после пандемии

Олимпиады и Евро не будет, весь спорт уже больше месяца стоит на паузе

Forbes
Людмила Улицкая — о своей рукописи «Чума», которая никогда не издавалась и сейчас обрела актуальность Людмила Улицкая — о своей рукописи «Чума», которая никогда не издавалась и сейчас обрела актуальность

Людмила Улицкая рассказывает историю создания киносценария «Чума»

Esquire
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
Глава 2: Музыка Глава 2: Музыка

– Ты за что задержанных избил? – За дело. Плеер верни

Esquire
«Язык мой — враг мой»: как Тина Канделаки, Ксения Собчак, Александра Митрошина и другие блогеры и звезды отреагировали на скандал с Региной Тодоренко «Язык мой — враг мой»: как Тина Канделаки, Ксения Собчак, Александра Митрошина и другие блогеры и звезды отреагировали на скандал с Региной Тодоренко

Самые яркие мнения о скандале с Региной Тодоренко

Esquire
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
Смерть нам не к лицу: 5 видов оружия, которым не стоит воевать Смерть нам не к лицу: 5 видов оружия, которым не стоит воевать

Есть оружие, применения которого лучше не допускать

Популярная механика
Как понять, что пиджак правильно сидит Как понять, что пиджак правильно сидит

В жизни каждого мужчины наступает момент, когда ему приходится надеть пиджак

GQ
Три крутые функции дейтинг-приложений, которыми пора начать пользоваться Три крутые функции дейтинг-приложений, которыми пора начать пользоваться

Новый уровень онлайн-знакомств!

Playboy
10 актеров, уволенных прямо во время съемок 10 актеров, уволенных прямо во время съемок

Казалось бы, эти люди пользовались уважением в рабочем коллективе!

Maxim
Жертвы катастроф и конкуренции: куда подевались британские лайнеры Жертвы катастроф и конкуренции: куда подевались британские лайнеры

Реактивные гражданские лайнеры, которые производила Великобритания

Популярная механика
Богаче Виндзоров: самые интересные факты о князе Монако и его семье Богаче Виндзоров: самые интересные факты о князе Монако и его семье

Что мы знаем о королевской семье Гримальди

Cosmopolitan
Дэвид Митчелл: Под знаком черного лебедя Дэвид Митчелл: Под знаком черного лебедя

«Сноб» публикует первую главу книги Дэвида Митчелла «Под знаком черного лебедя»

СНОБ
Крылатые ракеты и космическая разведка: убийцы авианосцев Крылатые ракеты и космическая разведка: убийцы авианосцев

Интересный разведывательный космический комплекс, созданный в СССР

Популярная механика
Новый статус Кремля: как Путин и пандемия разрушают миф о вертикали власти Новый статус Кремля: как Путин и пандемия разрушают миф о вертикали власти

Перемещение центров принятия решений на уровень регионов — естественный процесс

Forbes
Удобрения заставили озера накопить больше углерода Удобрения заставили озера накопить больше углерода

Поступающий в озера фосфор приводит к усиленному накоплению углерода

N+1
Совмещение активности нейронов и нейромедиаторов помогло уточнить эффект псилоцибина Совмещение активности нейронов и нейромедиаторов помогло уточнить эффект псилоцибина

Рассматривать активность мозга в отрыве от системы нейромедиаторов нельзя

N+1
На каких поверхностях в доме больше всего микробов На каких поверхностях в доме больше всего микробов

Эти поверхности в доме нужно мыть регулярно и особенно тщательно

Cosmopolitan
Вся правда о чип-тюнинге: риски, нюансы и таблица мощности Вся правда о чип-тюнинге: риски, нюансы и таблица мощности

Увеличение мощности двигателя может обернуться рядом проблем

РБК
Деревянные многоэтажки и газоны в гаражах. Почему Европа живет в эко-будущем уже сегодня Деревянные многоэтажки и газоны в гаражах. Почему Европа живет в эко-будущем уже сегодня

Как экологические тренды развиваются в других странах и что происходит в России

Forbes
Самые известные кроссовки из фильмов Самые известные кроссовки из фильмов

Вспоминаем, какие кеды носил ДиКаприо и какой моделью мог похвастаться Том Хэнкс

GQ
Критический реализм Критический реализм

На Крите можно купаться и загорать с мая по октябрь

Cosmopolitan
Умори ближнего Умори ближнего

Марат Шабаев о том, как русский «Папа, сдохни» вовремя встретился с заграницей

Weekend
Мой бедненький: 7 ловушек отношений с мужчиной, который зарабатывает меньше тебя Мой бедненький: 7 ловушек отношений с мужчиной, который зарабатывает меньше тебя

Женщина намного успешнее своего мужчины: к чему нужно быть готовой

Cosmopolitan
7 сериалов, которые можно посмотреть после финала «Игры престолов» 7 сериалов, которые можно посмотреть после финала «Игры престолов»

Для тех, кто соскучился по харизматичным антигероям, экшену и интригам

Esquire
«Мы думали, что это всё чепуха»: как выживает в кризис русский малый бизнес за границей «Мы думали, что это всё чепуха»: как выживает в кризис русский малый бизнес за границей

Как владельцы малого бизнеса за границей выживают в условиях жесткого карантина

Forbes
«Соседский капитализм» «Соседский капитализм»

Отрывок из монографии знаменитого историка и писателя Льва Лурье

N+1
Открыть в приложении