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
«Думаем, как заработать, а потом — о вирусе». Что будет с такси «Думаем, как заработать, а потом — о вирусе». Что будет с такси

Электронные пропуска и новые запреты — как работают правила для такси

РБК
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
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
Бесполезные машины механика Ника Ремеджа: торжество абсурда Бесполезные машины механика Ника Ремеджа: торжество абсурда

Ржавые колеса, полиэтиленовые пакеты, стоптанная обувь – в дело идет все

Популярная механика
Главкосмос посчитал, сколько реально стоят ракеты SpaceX Главкосмос посчитал, сколько реально стоят ракеты SpaceX

Примерная разница в стоимости запусков ракет частной космической компании SpaceX

Популярная механика
10 фильмов о приближающемся Конце света 10 фильмов о приближающемся Конце света

Хватит смотреть в окно и читать новостные сводки

Maxim
Марина Зудина: жена без привилегий Марина Зудина: жена без привилегий

У актрисы Зудиной сейчас открылось второе дыхание

Cosmopolitan
Почему взрываются звёзды? Почему взрываются звёзды?

На первый взгляд звёздное небо представляется неизменным многие века

Наука и жизнь
Шоу должно продолжаться Шоу должно продолжаться

Самые интересные премьеры Женевского автосалона

Популярная механика
7 завораживающих мест на Земле, которые могут стоить вам жизни 7 завораживающих мест на Земле, которые могут стоить вам жизни

В этих популярных местах вероятность расстаться с жизнью крайне высока

Популярная механика
Третий после Alibaba и JD: китайский магазин Pinduoduo вырос вдвое за год благодаря группам охотников за экономией Третий после Alibaba и JD: китайский магазин Pinduoduo вырос вдвое за год благодаря группам охотников за экономией

Как устроен магазин с полумиллиардом клиентов

VC.RU
Феи из Коттингли: как две девочки убедили целый мир в существовании фей Феи из Коттингли: как две девочки убедили целый мир в существовании фей

Двум девочкам удалось заснять «маленький народец» — волшебных фей

Cosmopolitan
Спорт, который сильнее вируса: как спортивная индустрия переходит на онлайн-форматы Спорт, который сильнее вируса: как спортивная индустрия переходит на онлайн-форматы

Турниры по компьютерным играм продолжаются в онлайне

Forbes
Милый друг: 17 лучших пород собак для жизни в городе Милый друг: 17 лучших пород собак для жизни в городе

Мы подобрали лучшие породы собак

Cosmopolitan
Время есть Время есть

Интервальное голодание полезно для мышц, мозга, сердца и хорошего настроения

Добрые советы
Скворцова предложила подключать к одному аппарату ИВЛ четырех пациентов. Федерации реаниматологов не нравится эта идея Скворцова предложила подключать к одному аппарату ИВЛ четырех пациентов. Федерации реаниматологов не нравится эта идея

Почему идея нового аппарата ИВЛ вызвала такой резонанс среди медиков?

СНОБ
Прыщи — нехватка витамина А и другие бьюти-проблемы из-за дефицита элементов Прыщи — нехватка витамина А и другие бьюти-проблемы из-за дефицита элементов

За показателями каких витаминов стоит следить и какие продукты добавить в рацион

Cosmopolitan
На свою голову На свою голову

Модные укладки без ущерба для природы

Vogue
Ультрапортативный прибор определил мутации при помощи смартфона Ультрапортативный прибор определил мутации при помощи смартфона

Ученые создали портативное устройство для анализа ДНК

N+1
От ценников до смартфонов и цветных ридеров: как развивается технология электронных чернил От ценников до смартфонов и цветных ридеров: как развивается технология электронных чернил

Рассказ о принципе работы электронных чернил, изобретателях и сферах применения

VC.RU
Правила жизни Эдриена Броуди Правила жизни Эдриена Броуди

Актер, 47 лет

Esquire
LIGO поймала гравитационные волны от слияния черных дыр разных масс LIGO поймала гравитационные волны от слияния черных дыр разных масс

Физики впервые смогли зарегистрировать всплеск гравитационных волн

N+1
Наука объяснила, почему ты чувствуешь усталость после видеоконференций Наука объяснила, почему ты чувствуешь усталость после видеоконференций

се мы сейчас испытываем стресс от перехода на онлайн-общение

Maxim
«В 90-е я бы носил малиновый пиджак». Правила потребления сооснователя Skillbox Дмитрия Крутова «В 90-е я бы носил малиновый пиджак». Правила потребления сооснователя Skillbox Дмитрия Крутова

Дмитрий Крутов рассказывает, как человека могут раздавить большие деньги

Forbes
Изоляция убивает романтику? 7 идей для классных домашних свиданий Изоляция убивает романтику? 7 идей для классных домашних свиданий

Хватит ходить по квартире с кислыми лицами

Playboy
«Всегда есть голод по хорошему сценарию» «Всегда есть голод по хорошему сценарию»

Актриса Анна Невская о самодисциплине, съемках и роли своей мечты

OK!
Удобрения заставили озера накопить больше углерода Удобрения заставили озера накопить больше углерода

Поступающий в озера фосфор приводит к усиленному накоплению углерода

N+1
Ошиблись все: что можно узнать о будущем на примере Китая Ошиблись все: что можно узнать о будущем на примере Китая

Как разворачиваются события в экономике КНР?

Forbes
Названы продукты, которые нельзя греть в микроволновке Названы продукты, которые нельзя греть в микроволновке

Какие продукты нельзя не только готовить, но и подогревать в микроволновке

Популярная механика
Открыть в приложении