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

Кто на самом деле управляет твоей жизнью? 5 вопросов, которые помогут это понять Кто на самом деле управляет твоей жизнью? 5 вопросов, которые помогут это понять

Ты действительно живешь в соответствии со своими ценностями и желаниями?

Cosmopolitan
Как индустрии выживают в период пандемии: ювелирно-часовой бизнес Как индустрии выживают в период пандемии: ювелирно-часовой бизнес

Проблемы, с которыми столкнулись представители ювелирно-часового бизнеса

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
Поляризация памяти Поляризация памяти

Что дала Германии денацификация?

Огонёк
Беспощадно эффективный Беспощадно эффективный

Оливер Хьюз построил для Олега Тинькова идеальный сверхэффективный банк

Эксперт
Каково это — проводить карантин в серферской деревне в Марокко Каково это — проводить карантин в серферской деревне в Марокко

О своей самоизоляции рассказал контрибьютор Егор Лапшов

Esquire
Выжить в консервной банке Выжить в консервной банке

Франчайзинговая сеть «Хороший выбор» дает ритейлерам шанс преодолеть кризис

Эксперт
Как сделать промзону городом Как сделать промзону городом

Григорий Ревзин о городе будущего

Weekend
Гордо реет Гордо реет

В интерьере этого дома задействованы реечные панели, имитирующие фактуру фасада

AD
Еда как искусство: что готовили и любили есть художники Еда как искусство: что готовили и любили есть художники

Незаурядные люди даже к приготовлению еды подходят креативно

GQ
Воспитание — это не управление ребенком Воспитание — это не управление ребенком

Воспитывая, вы устанавливаете правила и требуете их соблюдения

Psychologies
«Снижение доходов и увольнения неизбежны»: с каким финансовым багажом россияне подошли к новому кризису «Снижение доходов и увольнения неизбежны»: с каким финансовым багажом россияне подошли к новому кризису

Последствиями режима самоизоляции станут увольнение и снижение доходов

Forbes
От перевала Дятлова до Несси: 5 загадок, которые никто не раскрыл От перевала Дятлова до Несси: 5 загадок, которые никто не раскрыл

О событиях, по поводу которых продолжают спорить ученые и энтузиасты

РБК
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
17 самых несчастных комиков и юмористов 17 самых несчастных комиков и юмористов

Почему самым веселым людям в мире так не везет?

Maxim
Не верю! 11 фиктивных браков российских знаменитостей Не верю! 11 фиктивных браков российских знаменитостей

Некоторые замужества создаются не повелению сердца, а для получения выгоды

Cosmopolitan
Брошенные виллы в Испании: что станет с «запасными аэродромами» богатых россиян за рубежом Брошенные виллы в Испании: что станет с «запасными аэродромами» богатых россиян за рубежом

Состоятельные россияне вынуждены менять долгосрочную жизненную стратегию

Forbes
Не только мясо: 8 продуктов для роста мышц Не только мясо: 8 продуктов для роста мышц

Список легкоусваиваемых продуктов для роста мышечных клеток

РБК
Как изменится Евро-2020 из-за переноса на следующий год Как изменится Евро-2020 из-за переноса на следующий год

Пытаемся понять, какие изменения претерпит главный футбольный турнир

GQ
«Не будет такого понятия, как чартерный туризм» «Не будет такого понятия, как чартерный туризм»

Туристы требуют возврата денег за туры, туроператоры предлагают отложить поездки

Эксперт
Как управлять удаленной командой: 9 советов от Давида Яна Как управлять удаленной командой: 9 советов от Давида Яна

Как не растерять в период кризиса человеческий капитал — главный актив бизнеса?

Forbes
Правила жизни Джека Николсона Правила жизни Джека Николсона

Актер, Нью-Йорк, 83 года

Esquire
Десять детей и вечные скандалы: история бурных отношений Эдди Мерфи с женщинами Десять детей и вечные скандалы: история бурных отношений Эдди Мерфи с женщинами

Личная жизнь Эдди Мерфи была не менее бурной, чем в кино

Cosmopolitan
7 фактов о фильме «Эйс Вентура», которые раскопала наша ищейка 7 фактов о фильме «Эйс Вентура», которые раскопала наша ищейка

Что вы не знали или боялись спросить о фильме «Эйс Вентура»

Maxim
Время концессий: как построить инфекционную больницу в эпоху пандемии и кризиса Время концессий: как построить инфекционную больницу в эпоху пандемии и кризиса

В России остро не хватает современных больниц и койко-мест в них

Forbes
От бурлеска до маленького секс-шопа: признания работников «взрослой» индустрии От бурлеска до маленького секс-шопа: признания работников «взрослой» индустрии

Работники «взрослой» индустрии о том, как эпидемия повлияла на их сферы

Cosmopolitan
Женщина, которая поет Женщина, которая поет

Защитница океанов, актриса, мать и лицо культового аромата — Марион Котийяр

Vogue
Курьер-бизнесмен: зачем предприниматель с оборотом в $4 млн развозит еду по московским квартирам Курьер-бизнесмен: зачем предприниматель с оборотом в $4 млн развозит еду по московским квартирам

Меня зовут Сергей Ночовный, мне 38 лет, и я курьер службы доставки «Яндекс.Еда»

Forbes
20 фактов о Pixar 20 фактов о Pixar

Занятные сведения о твоих любимых аниматорах и мастерах спецэффектов

Maxim
Война и мир, или три встречи с Кустурицей Война и мир, или три встречи с Кустурицей

Репортаж из Боснии и Герцеговины глазами Эмира Кустурицы

Вокруг света
Открыть в приложении