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

Благо или проклятие. Как выбраться из ловушки трудоголизма и найти баланс в жизни Благо или проклятие. Как выбраться из ловушки трудоголизма и найти баланс в жизни

Что такое трудоголизм, когда он приводит к выгоранию или проблемам с психикой

Forbes
«Как прекрасен жёлтый цвет!» «Как прекрасен жёлтый цвет!»

Период цветения первоцветов очень краток. Не пропустите «жёлтую» весну!

Наука и жизнь
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
Марина Зудина: жена без привилегий Марина Зудина: жена без привилегий

У актрисы Зудиной сейчас открылось второе дыхание

Cosmopolitan
Ученые предрекли почти полное летнее таяние морского льда в Арктике к 2050 году Ученые предрекли почти полное летнее таяние морского льда в Арктике к 2050 году

Начиная с 2050 года на Северном полюсе в период летнего таяния не будет льда

N+1
20-летний Квентин Тарантино взял интервью у своего кумира, режиссера Джона Милиуса. Спустя 40 лет Квентин выложил расшифровку 20-летний Квентин Тарантино взял интервью у своего кумира, режиссера Джона Милиуса. Спустя 40 лет Квентин выложил расшифровку

Квентин Тарантино взял интервью у режиссера Джона Милиуса

Esquire
Александр Молочников: «Я почти не огорчаюсь из-за актерских неудач» Александр Молочников: «Я почти не огорчаюсь из-за актерских неудач»

Интервью с актером Александром Молочниковым

Grazia
Достучаться до небес Достучаться до небес

Заключенный концлагеря угоняет с их секретной военной базы бомбардировщик

Вокруг света
Как перестать спорить с партнером на карантине Как перестать спорить с партнером на карантине

Когда мы проводим вместе день за днем между нами то и дело вспыхивают споры

Psychologies
Что можно, а что нельзя? Инструкция поможет избежать штрафов в карантин Что можно, а что нельзя? Инструкция поможет избежать штрафов в карантин

Кому и куда можно ездить на автомобиле и как взять с собой семью

РБК
Цукерберг побеждает любой ценой: как его зависть к успехам Instagram привела к внутренним конфликтам и уходу основателей Цукерберг побеждает любой ценой: как его зависть к успехам Instagram привела к внутренним конфликтам и уходу основателей

Конспект фрагмента книги репортёра Bloomberg Сары Фриер «Без фильтра»

VC.RU
Неверность: что мы готовы простить, а что нет Неверность: что мы готовы простить, а что нет

Для каждого из нас понятие «измена» означает что-то свое

Psychologies
Виктория Маслова: «Судьба мудрее нас» Виктория Маслова: «Судьба мудрее нас»

Интервью с актрисой Викторией Масловой

Караван историй
Константин Хабенский: «Страшнее всего стать ментором» Константин Хабенский: «Страшнее всего стать ментором»

Константин Хабенский — о правилах профессии, рефлексии и дружбе с автомобилем

РБК
Безрассадные томаты Безрассадные томаты

Как выращивать томаты без рассады?

Наука и жизнь
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
Кто такая Ким Ё Чжон? 10 фактов о сестре северокорейского диктатора и «пиар-королеве Пхеньяна» Кто такая Ким Ё Чжон? 10 фактов о сестре северокорейского диктатора и «пиар-королеве Пхеньяна»

Мы собрали 10 интересных фактов о Ким Ё Чжон

СНОБ
Дом на миллион Дом на миллион

Гламурная вилла в Беверли–Хиллз в стиле «металюкс»

SALON-Interior
Тень жизни: гипотезы о происхождении вирусов Тень жизни: гипотезы о происхождении вирусов

Что было первым – вирусы, или клетки, на которых они паразитируют?

Популярная механика
Работа по удаленке Работа по удаленке

Мы собрали самые актуальные вопросы про удаление волос в 2020 году

Glamour
Изменить сценарий Изменить сценарий

Что такое семейные и родовые сценарии?

Домашний Очаг
Как похудеть мужчине в домашних условиях: 18 проверенных способов Как похудеть мужчине в домашних условиях: 18 проверенных способов

Методы похудения, которые работают

Playboy
Турецкий марш Турецкий марш

Военная мощь Турции неожиданно оказалась предметом большого интереса

Популярная механика
10 знаковых гаджетов из 1990-х: техно-ностальгия 10 знаковых гаджетов из 1990-х: техно-ностальгия

Ностальгия по 1990-м годам не может обойтись без гаджетов

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
Джонсонс бейби Джонсонс бейби

Знакомьтесь: самая влиятельная женщина соединенного королевства Кэрри Саймондс

Tatler
Положение обязывает Положение обязывает

В мире моды только и говорят что об ответственном отношении к природе

Vogue
Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях Одна вокруг света: поставить кругосветку на паузу и вспомнить о прошлых приключениях

67-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
11 фильмов с потрясающей атмосферой, способных заменить путешествие 11 фильмов с потрясающей атмосферой, способных заменить путешествие

Эти фильмы буквально созданы для того, чтобы окунуться в атмосферу других стран

Esquire

Салли Руни — литературный феномен, "Сэлинджером для миллениалов"

Esquire
Открыть в приложении