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

Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам Экосистемы с обилием бабочек лучше адаптировались к внезапным засухам

Как бабочки делают экосистемы более устойчивыми к засухам

N+1
Пельмень из машины: казанский предприниматель хочет потеснить фастфуд своими автоматами с горячей едой Пельмень из машины: казанский предприниматель хочет потеснить фастфуд своими автоматами с горячей едой

Семён Фролов рассчитывает превратить пельмени в популярное молодёжное блюдо

VC.RU
Чернохвостые оленихи унаследовали миграционные маршруты матерей Чернохвостые оленихи унаследовали миграционные маршруты матерей

Как самки оленей учатся мигрировать у собственных матерей

N+1
13 вопросов о карантине: отвечает актер Александр Кузнецов 13 вопросов о карантине: отвечает актер Александр Кузнецов

Александр Кузнецов — об утренних ритуалах и открывшихся возможностях

Esquire
Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста Бухенвальдская ведьма: история Ильзы Кох, одного из крупнейших монстров Холокоста

Ильза Кох — одна из самых жестких представительниц гитлеровского режима

ТехИнсайдер
Лучшая классическая фантастика ко Дню космонавтики Лучшая классическая фантастика ко Дню космонавтики

Самые значимые и культовые романы, посвященные приключениям в глубоком космосе

Популярная механика
Дэвид Митчелл: Под знаком черного лебедя Дэвид Митчелл: Под знаком черного лебедя

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

СНОБ
Бизнес на желании спать: сколько стоит запустить производство капсул для сна и какие есть сложности Бизнес на желании спать: сколько стоит запустить производство капсул для сна и какие есть сложности

Капсулы и кабины для сна позволяют по-новому взглянуть на концепцию отдыха

VC.RU
«Попался экспортный вариант». Как в СССР покупали автомобили «Попался экспортный вариант». Как в СССР покупали автомобили

Интересные факты о трудностях советских автомобилистов

РБК
Ход коньком Ход коньком

Интервью с самой юной российской фигуристкой, чемпионкой Алиной Загитовой

Cosmopolitan
Футбол в зуме, музей в инстаграме, английский в скайпе: лучшие онлайн-занятия для детей и подростков Футбол в зуме, музей в инстаграме, английский в скайпе: лучшие онлайн-занятия для детей и подростков

Бесплатные занятия для детей и подростков на любой вкус

Forbes
Оптомеханический резонатор измерил частоту колебаний одной бактерии Оптомеханический резонатор измерил частоту колебаний одной бактерии

Бактерия совершает в основном изгибовые и сфероидальные колебания

N+1
Безопасность в любви: 7 советов дочерям Безопасность в любви: 7 советов дочерям

Лайф-коуч Самин Раззаги дает советы родителям девочек-подростков

Psychologies
Маргарет Этвуд: Заветы Маргарет Этвуд: Заветы

Одна из глав романа «Заветы» Маргарет Этвуд

СНОБ
Спектр распада Спектр распада

Что астрофизики увидели в спектре кометы ATLAS

N+1
Доверять ли теледокторам? Изучаем биографии Малышевой, Комаровского и других Доверять ли теледокторам? Изучаем биографии Малышевой, Комаровского и других

Мы решили выяснить, кто нас лечит с экрана

Cosmopolitan
«Плачу за лишнее время». Как ездить в такси с пропуском «Плачу за лишнее время». Как ездить в такси с пропуском

Водителей такси обязали проверять цифровой пропуск у всех пассажиров

РБК
Приснился будущий сын - удивительная судьба Натальи Белохвостиковой Приснился будущий сын - удивительная судьба Натальи Белохвостиковой

Её благородную красоту зрители впервые увидели на экране в картине «У озера»

Cosmopolitan
Судороги от свежего воздуха помешали голым землекопам уйти из дома Судороги от свежего воздуха помешали голым землекопам уйти из дома

Судя по всему, землекопы «сэкономили» на механизмах торможения нейронов

N+1
Дурачась навека: фильму Дурачась навека: фильму

Как появился один из лучших комедийных фильмов, и почему его шутки актуальны

Esquire
Система безопасности Система безопасности

Почему мы все так по-разному ведем себя во время пандемии?

Лиза
Зачем мужчинам феминизм, рассказывают сами мужчины Зачем мужчинам феминизм, рассказывают сами мужчины

Почему мужчины считают феминизм необходимым для современного общества

Cosmopolitan
Рыбий ход Рыбий ход

Как решаются экологические проблемы, создаваемые плотинами и дамбами?

Наука и жизнь
Самые большие сюжетные дыры популярных кинофильмов (30+ примеров) Самые большие сюжетные дыры популярных кинофильмов (30+ примеров)

Сюжетная дыра — не всегда признак халтуры

Maxim
Форму и ускорение межзвездного астероида Оумуамуа объяснили особенностями происхождения Форму и ускорение межзвездного астероида Оумуамуа объяснили особенностями происхождения

Особенности межзвездного астероида Оумуамуа объясняются его происхождением

N+1
Что на самом деле случилось 18 апреля 1930 года Что на самом деле случилось 18 апреля 1930 года

Новости «дня без новостей»

Weekend
Кабаны начали вытеснять других животных из зоны отчуждения Фукусимы Кабаны начали вытеснять других животных из зоны отчуждения Фукусимы

Резко возросшее поголовье кабанов угрожает другим видам животных

N+1
Фейковые новости: как мы сеем панику в соцсетях Фейковые новости: как мы сеем панику в соцсетях

Зачем многие так увлеченно сеют панику

Psychologies
Взрывной характер: чем опасен вулкан Кракатау Взрывной характер: чем опасен вулкан Кракатау

Индонезийские острова Ява и Суматра разделяет Зондский пролив

Популярная механика
Счастье быть женщиной Счастье быть женщиной

У многих из нас есть ложные убеждения и установки, мешающие наслаждаться сексом

Лиза
Открыть в приложении