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

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
Пристегните ремни: на фондовом рынке начинается самое незабываемое приключение с 1930-х годов Пристегните ремни: на фондовом рынке начинается самое незабываемое приключение с 1930-х годов

Мировая экономика взяла курс на высокую инфляцию

Forbes
Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время Отдохните от себя: как быть свободным в свободное время

Три проверенных способа по-настоящему отдохнуть

VC.RU
«Список Мидаса»: кто из венчурных инвесторов получил в прошлом году 1900-кратную доходность «Список Мидаса»: кто из венчурных инвесторов получил в прошлом году 1900-кратную доходность

Эти инвесторы построили головокружительную карьеры

Forbes
Владимир Васильев: «Если серьезно, цифра 80 до сих пор не укладывается в голове» Владимир Васильев: «Если серьезно, цифра 80 до сих пор не укладывается в голове»

Интервью с артистом балета Владимиром Васильевым

Караван историй
Пандемия, ядерный удар и отключение электричества: лучшие сериалы о конце света Пандемия, ядерный удар и отключение электричества: лучшие сериалы о конце света

Собрали лучшие сериалы, в которых конец света очень похож на настоящий

Cosmopolitan
100 дней правительства Мишустина: невиданный кризис и шанс на построение новой экономики 100 дней правительства Мишустина: невиданный кризис и шанс на построение новой экономики

Новый кабинет министров России проработал 100 дней

Forbes
Не такая, как все Не такая, как все

Мария Смольникова о чем бы поспорила с Толстым и чем ей нравится Мэрелин Монро

OK!
Posh сквош Posh сквош

Сквош — любимый досуг выпускников престижных частных школ

Robb Report
Супергерой и дочь Терминатора: история любви Криса Прэтта и Кэтрин Шварценеггер Супергерой и дочь Терминатора: история любви Криса Прэтта и Кэтрин Шварценеггер

Актер Крис Прэтт и писательница Кэтрин Шварценеггер ждут рождения первенца

Cosmopolitan
Антикризисный план: как спасать гостиницу Антикризисный план: как спасать гостиницу

Как гостиницам удержаться на плаву во время глобального кризиса

Forbes
Жидкие патчи и «туры со смыслом»: на чем блогеры зарабатывают миллионы Жидкие патчи и «туры со смыслом»: на чем блогеры зарабатывают миллионы

На чем Instagram-блогеры делают свои состояния. Спойлер: не на Instagram

РБК
Порт, контейнер и гандбол Порт, контейнер и гандбол

Сергей Шишкарев выращивает национального транспортного чемпиона

Forbes
Одна на всех Одна на всех

Женщины на войне — тема отдельная и не менее тяжелая, чем сама война

Добрые советы
Лед и пламя: кто придумал дизельный двигатель Лед и пламя: кто придумал дизельный двигатель

История изобретения дизельного двигателя

Популярная механика
Сладкая жизнь: полезен ли темный шоколад? Отвечают врачи Сладкая жизнь: полезен ли темный шоколад? Отвечают врачи

«Темный шоколад полезен», — уверены сладкоежки, что думают специалисты?

Cosmopolitan
«Молния» безопасности: самая экзотическая дорожная машина «Молния» безопасности: самая экзотическая дорожная машина

Road Zipper – машина для перестановки барьеров

Популярная механика
Российский стартап Miro привлек $50 млн от фонда с участием Цукерберга Российский стартап Miro привлек $50 млн от фонда с участием Цукерберга

Платформа для удаленной работы Miro привлекла $50 млн от фонда ICONIQ Capital

Forbes
Освободитель Праги: история танкиста Павла Кулешова Освободитель Праги: история танкиста Павла Кулешова

В 1941-м Кулешов подал документы в инженерно-техническое автомобильное училище

Популярная механика
Артем Нарышкин: Божественные диссертации. Что происходит с наукой в РПЦ Артем Нарышкин: Божественные диссертации. Что происходит с наукой в РПЦ

Готовы ли церковные ученые говорить на одном языке со светской наукой

СНОБ
Как спасти кожу рук после использования санитайзеров Как спасти кожу рук после использования санитайзеров

Как помочь коже рук оставаться мягкой и здоровой

Psychologies
Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин Почему пора прекратить пользоваться очищающими салфетками: 6 главных причин

Почему нам пора забыть о салфетках и никогда не лениться ухаживать за собой

Cosmopolitan
Выше моих сил Выше моих сил

Который год у тебя одна должность и зарплата – и перспектив не видно

Cosmopolitan
Добро пожаловать в онлайн: должен ли художник быть популярным в интернете Добро пожаловать в онлайн: должен ли художник быть популярным в интернете

Нужна ли такая популярность художнику и чем соцсети могут помочь арт-карьере

РБК
Пандемия породила спрос на одиночество: риелторы заметили рост интереса к уединенному жилью Пандемия породила спрос на одиночество: риелторы заметили рост интереса к уединенному жилью

Владельцы уединенного жилья — о плюсах и минусах жизни вдали от цивилизации

Forbes
Засиделись: 6 верных признаков того, что вам не хватает движения Засиделись: 6 верных признаков того, что вам не хватает движения

Сидячий образ жизни так же опасен, как курение и злоупотребление алкоголем

Cosmopolitan
Видеочаты: как показать себя с лучшей стороны Видеочаты: как показать себя с лучшей стороны

Общение в формате видео — новая реальность, и к ней приходится адаптироваться

Psychologies
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
Жизнь на автопилоте: как вернуть себе управление Жизнь на автопилоте: как вернуть себе управление

Когда на автопилоте проходит большая часть жизни, мы многое теряем

Psychologies
Погоня за мельчайшими организмами: как мир узнал о вирусах Погоня за мельчайшими организмами: как мир узнал о вирусах

Как ученые пытались обнаружить вирусы

Популярная механика
Открыть в приложении