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
8 полезных углеводов, которые не навредят фигуре 8 полезных углеводов, которые не навредят фигуре

Если вы хотите сохранить здоровье и красивую фигуру, вам необходимы углеводы

Cosmopolitan
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
Вся правда о чип-тюнинге: риски, нюансы и таблица мощности Вся правда о чип-тюнинге: риски, нюансы и таблица мощности

Увеличение мощности двигателя может обернуться рядом проблем

РБК
В любой ситуации нельзя опускать руки! В любой ситуации нельзя опускать руки!

Героиня этой истории пережила предательство и попала в сложные обстоятельства

Лиза
Сериал «Фрейд» на Netflix: убийства, кокаин и гипноз Сериал «Фрейд» на Netflix: убийства, кокаин и гипноз

Почему мистический детектив «Фрейд» стоит посмотреть

GQ
«Я знаю, что булимия может вернуться в любой момент» «Я знаю, что булимия может вернуться в любой момент»

Рассказ о борьбе с расстройством пищевого поведения

Cosmopolitan
Рем Колхас. Трудолюбивый монах Рем Колхас. Трудолюбивый монах

«Я обязан России очень многим. Благодаря ей стал архитектором»

Караван историй
Железные дороги победы Железные дороги победы

Какую роль играли железные дороги во Второй мировой войне

Дилетант
Пандемия со скидкой: Россия выделила на помощь населению и бизнесу в 70 раз меньше Германии Пандемия со скидкой: Россия выделила на помощь населению и бизнесу в 70 раз меньше Германии

Антикризисный пакет правительства России пока выглядит достаточно скромно

Forbes
Пьезоэлектрик упрочнился при механической нагрузке Пьезоэлектрик упрочнился при механической нагрузке

При сильных нагрузках материал способен увеличить свою упругость почти в 2 раза

N+1
Карантинная апатия: почему тебе ничего не хочется делать и ни на что нет сил Карантинная апатия: почему тебе ничего не хочется делать и ни на что нет сил

Не спеши стыдить себя за лень и собирать волю в кулак – возможно, у тебя апатия

Cosmopolitan
«Придется работать по 15 часов»: почему салоны красоты не хотят открываться на условиях властей «Придется работать по 15 часов»: почему салоны красоты не хотят открываться на условиях властей

Выгодно ли предпринимателям открываться на таких условиях

Forbes
Я не знаю, кто я: как найти дорогу обратно к себе Я не знаю, кто я: как найти дорогу обратно к себе

Как бы вы себя охарактеризовали, если исключить из описания перечень ролей

Psychologies
Алкогений: Александр Твардовский Алкогений: Александр Твардовский

Твардовскому удавалось одновременно быть творцом и литературным чиновником

Maxim
Михаил Галустян: «Раскрою правду о медицине» Михаил Галустян: «Раскрою правду о медицине»

Михаил Галустян рассказал об увлечениях своих дочек и своем медицинском прошлом

Лиза
Шкала кошачьих гримас показала эффективность в реальном времени Шкала кошачьих гримас показала эффективность в реальном времени

Уровень боли у кошек можно определить по гримасам

N+1
Звезда будет Звезда будет

Астрономы обнаружили звезду, которая слишком близко подлетела к черной дыре

Популярная механика
Черчилль, Франклин, Тесла и еще 4 гения, которые спали очень мало Черчилль, Франклин, Тесла и еще 4 гения, которые спали очень мало

Эти великие люди ставили сон на последнее место

РБК
Выживут только бюджетники: где искать работу, если вас уволили в разгар карантина Выживут только бюджетники: где искать работу, если вас уволили в разгар карантина

Пандемия диктует рынку труда свои правила

Forbes
«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
Почему военные корабли раньше красили в кубическом стиле Почему военные корабли раньше красили в кубическом стиле

Поблагодарить за такой необычный окрас можно немецкие субмарины

Maxim
Как извлечь максимум из «медленного времени» Как извлечь максимум из «медленного времени»

Отрывок из книги «Как стать продуктивнее»

СНОБ
Смехотворный труд Смехотворный труд

Мужчина по имени Иван, который зарабатывает на жизнь тем, что смеется за кадром

Esquire
Книжные гири: 5 толстых книг, на которые стоит потратить время Книжные гири: 5 толстых книг, на которые стоит потратить время

5 сложных книг внушительного объема, которые стоят проведенных за ними часов

Esquire
Губка с ионной жидкостью оказалась эффективным воздушным фильтром Губка с ионной жидкостью оказалась эффективным воздушным фильтром

Этот фильтр отличается долговечностью и приспособленностью к регенерации

N+1
«Атомная Анюта»: первый и последний ядерный выстрел «Атомная Анюта»: первый и последний ядерный выстрел

Существование артиллерийских снарядов с ядерной начинкой – широко известный факт

Популярная механика
Детективы на дом: организатор детских научных лекций из-за пандемии переключился на рассылку наборов опытов и квестов Детективы на дом: организатор детских научных лекций из-за пандемии переключился на рассылку наборов опытов и квестов

Симбиоз онлайн-квестов и офлайн-экспериментов даёт около трети оборота компании

VC.RU
Ключевые фигуры войны Ключевые фигуры войны

Первая часть ответов на вопросы о главных действующих лицах Второй мировой войны

Дилетант
Дефицит тестостерона помешал лейкоцитам справиться с меланомой Дефицит тестостерона помешал лейкоцитам справиться с меланомой

Это может объяснить повышенную распространенность меланомы у пожилых мужчин

N+1
Открыть в приложении