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

Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны

С чего на самом деле надо начинать заботу о своем здоровье

СНОБ
Как сервису по выгулу домашних животных «Собака-гуляка» пришлось менять бизнес-модель из-за карантина Как сервису по выгулу домашних животных «Собака-гуляка» пришлось менять бизнес-модель из-за карантина

Собаки в период карантина стали новым золотом — с ними официально можно гулять

Forbes
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
BadComedian — о деньгах, лжи в кино и самоизоляции BadComedian — о деньгах, лжи в кино и самоизоляции

Большое интервью с видеоблогером и обозревателем фильмов BadComedian

РБК
Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин Как сервис доставки смесей для смузи с инвестициями от Серены Уильямс помогает миллениалам пережить карантин

Daily Harvest приносит прибыль с первого дня работы и оценивается в $500 млн

Forbes
Ложная опора Ложная опора

Что говорить ребенку, если семья распалась по причине физического насилия?

Домашний Очаг
«В день я произношу всего 5 предложений»: как проводят карантин люди, застрявшие на лодках в море «В день я произношу всего 5 предложений»: как проводят карантин люди, застрявшие на лодках в море

Из-за пандемии люди застревают не только в квартирах и домах, но и на лодках

Forbes
Превратить машинное рисование в искусство: как это устроено Превратить машинное рисование в искусство: как это устроено

С рисованием повторяющихся узоров машины успешно справляются без человека

Популярная механика
Служба одного окна: зачем банкам понадобилось изобретать суперприложения Служба одного окна: зачем банкам понадобилось изобретать суперприложения

Зачем суперприложения банкам и почему ставка на них может не сработать

Forbes
Развитие дорожной сети Азии стало главной угрозой для тигров Развитие дорожной сети Азии стало главной угрозой для тигров

К 2050 году численность тигров упадет на 20 процентов

N+1
Лучшая классическая фантастика ко Дню космонавтики Лучшая классическая фантастика ко Дню космонавтики

Самые значимые и культовые романы, посвященные приключениям в глубоком космосе

Популярная механика
10 мифов о Ларсе фон Триере 10 мифов о Ларсе фон Триере

Какие из многочисленных мифов о Ларсе фон Триере правдивы

Esquire
«Мы даже не знали, как хорошо жили». Сомелье Влада Лесниченко о кризисе виноделия и незаконных доставках в изоляции «Мы даже не знали, как хорошо жили». Сомелье Влада Лесниченко о кризисе виноделия и незаконных доставках в изоляции

Как российские виноделы могут заработать на пандемии?

Forbes
Американская связь для Путина: как президент общается со страной во время пандемии Американская связь для Путина: как президент общается со страной во время пандемии

Путин использует для переговоров по видеоконференцсвязи оборудование Polycom

Forbes
Как Миннесотский эксперимент по голоданию объясняет, почему мы скупаем гречку Как Миннесотский эксперимент по голоданию объясняет, почему мы скупаем гречку

Почему не нужно смеяться над теми, кто делает запасы

Maxim
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
10 самых недооцененных фантастических фильмов последних 10 лет 10 самых недооцененных фантастических фильмов последних 10 лет

Пришельцы, постапокалипсис, война, катастрофы!

Maxim
Почему стареет ядерное топливо: современный подход Почему стареет ядерное топливо: современный подход

Ученые МФТИ предложили новый метод создания точных моделей топлив

Популярная механика
Как сделать промзону городом Как сделать промзону городом

Григорий Ревзин о городе будущего

Weekend
Деревенский модник: 5 фактов о новом Land Rover Defender Деревенский модник: 5 фактов о новом Land Rover Defender

Пять главных решений, кардинально изменивших Land Rover Defender

РБК

Николь Молети опубликовала в своем блоге письмо, которое уже облетело полмира

Cosmopolitan
Лечимся дома: 5 гаджетов, которые помогут следить за здоровьем Лечимся дома: 5 гаджетов, которые помогут следить за здоровьем

Какие именно устройства стоит иметь дома, чтобы вовремя распознать болезнь

CHIP
Как «черная смерть» возродила Европу Как «черная смерть» возродила Европу

Как пандемия чумы повлияла на жизнь общества в Средние века

GQ
Если вы любите Тарковского, обязательно посмотрите сериал «Рассказы из Петли» Если вы любите Тарковского, обязательно посмотрите сериал «Рассказы из Петли»

«Рассказы из Петли» — замечательная и почти исключительная фантастика

GQ
Вылитый папаша! Вылитый папаша!

Если сходство ребенка с отцом раздражает или даже пугает...

Лиза
Возвращение к налогам в 102%: куда заведет планету господдержка экономик Возвращение к налогам в 102%: куда заведет планету господдержка экономик

Мир быстро движется туда, где не будет свободного определения цен

Forbes
«Надену маску, лишь бы машину купили». Что происходит на вторичке «Надену маску, лишь бы машину купили». Что происходит на вторичке

В условиях самоизоляции автомобилисты все равно не отказываются от продажи машин

РБК
Богаче Виндзоров: самые интересные факты о князе Монако и его семье Богаче Виндзоров: самые интересные факты о князе Монако и его семье

Что мы знаем о королевской семье Гримальди

Cosmopolitan
Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново

Проблемы крупного сетевого бизнеса в период самоизоляции

СНОБ
Клуни, Аффлек или Бэйл: кто из актеров сыграл Бэтмена лучше всех Клуни, Аффлек или Бэйл: кто из актеров сыграл Бэтмена лучше всех

Роль Бэтмена в кино - одна из самых престижных, особенно сейчас

Cosmopolitan
Открыть в приложении