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

Пространство по моим правилам Пространство по моим правилам

Как окружающая обстановка влияет на наше состояние

Psychologies
Полезная девальвация: банкам пришлось резко поднять ставки по вкладам в долларах Полезная девальвация: банкам пришлось резко поднять ставки по вкладам в долларах

Несколько российских банков в марте и апреле повысили ставки по валютным вкладам

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
Ноев ковчег ХХ века: в чем секрет успеха «Титаника» Джеймса Кэмерона? Ноев ковчег ХХ века: в чем секрет успеха «Титаника» Джеймса Кэмерона?

Каким получился фильм «Титаника» и в чем секрет успеха картины

Esquire
Испанские дельфины стали чаще болеть язвой желудка из-за червей-паразитов Испанские дельфины стали чаще болеть язвой желудка из-за червей-паразитов

Число случаев открытой язвы желудка у дельфинов заметно выросло

N+1
Заплатка с искусственными клетками восстановила сердце после инфаркта Заплатка с искусственными клетками восстановила сердце после инфаркта

Накладка способствует восстановлению тканей и улучшению работы сердца

N+1
Вооружение Вооружение

Первая часть ответов на вопросы о вооружении стран времен Второй мировой войны

Дилетант
«Тотальная катастрофа»: в каких отраслях еще осталась работа и можно получить прибавку к зарплате «Тотальная катастрофа»: в каких отраслях еще осталась работа и можно получить прибавку к зарплате

Компании продолжают активный рекрутинг лишь в нескольких сферах

Forbes
Терпеть или уйти? Как быть, если мужчина не дает развиваться Терпеть или уйти? Как быть, если мужчина не дает развиваться

Что делать, если мужчина не поддерживает ваше желание развиваться?

Psychologies
Тренировка каннабиноидами повысила чувствительность к кокаину у крыс-подростков Тренировка каннабиноидами повысила чувствительность к кокаину у крыс-подростков

Такой опыт приводит к масштабным биохимическим изменениям в мозге

N+1
Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе

О съемках животных в кино рассказывают агенства и хозяева

VC.RU
«Ты мне не сын!» Самые громкие ДНК-скандалы с участием звезд «Ты мне не сын!» Самые громкие ДНК-скандалы с участием звезд

Для многих звёзд стал сюрпризом тот факт, что у них есть внебрачные дети

Cosmopolitan
#инструктаж: как разобрать гардероб во время карантина #инструктаж: как разобрать гардероб во время карантина

Простые правила по разбору и утилизации гардероба

РБК
Малометалличные звезды указали на чужеродное происхождение Омеги Центавра Малометалличные звезды указали на чужеродное происхождение Омеги Центавра

Шаровое скопление Омега Центавра может быть остатком карликовой галактики

N+1
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
Без ума от себя, без комплексов в сексе Без ума от себя, без комплексов в сексе

За право делать то, что нравится, и быть на виду, дамы расплатились комплексами

Домашний Очаг
«Кто-то зарабатывает на таком падении»: почему нефть снова дешевеет? «Кто-то зарабатывает на таком падении»: почему нефть снова дешевеет?

Смогут ли цены на нефть повторить рекорд майских фьючерсов WTI

Forbes
Эмпатия в бизнесе. Почему из сверхчувствительных людей получаются лучшие руководители Эмпатия в бизнесе. Почему из сверхчувствительных людей получаются лучшие руководители

Почему повышенная чувствительность — конкурентное преимущество

Forbes
Русская культура заговора: Враги Путина Русская культура заговора: Враги Путина

Как в России зарождались конспирологические теории в книге Ильи Яблокова

СНОБ
Война или мир: как мы встретим братьев по разуму Война или мир: как мы встретим братьев по разуму

Есть ли уже готовый план действий для эпохальной межпланетной встречи?

Популярная механика
Нейроны гипоталамуса заставили мышей есть больше жирной пищи Нейроны гипоталамуса заставили мышей есть больше жирной пищи

Нейроны дугообразного ядра гипоталамуса влияют на пищевое поведение

N+1
Лучшие исторические сериалы — от «Романовых» до «Рима» (+ бонус) Лучшие исторические сериалы — от «Романовых» до «Рима» (+ бонус)

Самое время окунуться в историю

Playboy
Мнение: зачем заниматься социальным бизнесом в России и как чувствуют себя женщины-предприниматели Мнение: зачем заниматься социальным бизнесом в России и как чувствуют себя женщины-предприниматели

Чем социальное предпринимательство отличается от благотворительности?

Esquire
Как использовать QR-генератор в браузере Microsoft Edge: простые советы Как использовать QR-генератор в браузере Microsoft Edge: простые советы

Как воспользоваться QR-генератором для создания графических ссылок

CHIP
Как Елизавета II обращалась к подданным — и какие наряды выбирала: разбираем все 5 внеплановых обращений к нации Как Елизавета II обращалась к подданным — и какие наряды выбирала: разбираем все 5 внеплановых обращений к нации

Елизавета II выступала с внеплановым обращением к нации всего пять раз

Esquire
Леа Сейд. Превращение Леа Сейд. Превращение

«Родилась с серебряной ложкой во рту» — это о ней

Караван историй
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
Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды

Цены на нефть в обозримой перспективе останутся низкими

Forbes
«Война Алана» Эмманюэля Гибера «Война Алана» Эмманюэля Гибера

Французский комиксист Эмманюэль Гибер разбирает «чужие воспоминания»

Weekend
«Я не люблю быть там, где меня не ждут» «Я не люблю быть там, где меня не ждут»

Полина Максимова о работе в новом сериале, любви и Егоре Криде

OK!
Открыть в приложении