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

Адам Хиггинботам: Чернобыль: История катастрофы Адам Хиггинботам: Чернобыль: История катастрофы

Одна из глав книги журналиста Адама Хиггинботама «Чернобыль: История катастрофы»

СНОБ
Пока сидим дома: 10 длинных (и великих) сериалов, на которые стоит потратить время Пока сидим дома: 10 длинных (и великих) сериалов, на которые стоит потратить время

Только современная классика — смотрим, пересматриваем, вдохновляемся и смеемся

Esquire
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
Как защитить маршала Конева? Это должен делать не Кремль, а гражданское общество Как защитить маршала Конева? Это должен делать не Кремль, а гражданское общество

Чехия оскорбила память советских воинов-освободителей

СНОБ
Шедевр Церетели Шедевр Церетели

Двадцать лет Московскому музею современного искусства исполнилось в прошлом году

Tatler
Бьюти-чекап, или сдаем анализы: главные показатели твоей красоты в организме Бьюти-чекап, или сдаем анализы: главные показатели твоей красоты в организме

Наш внешний вид — результат внутренних процессов в организме

Cosmopolitan
Сильнее страсти Сильнее страсти

Настоящие друзья проходят с тобой огонь, воду, медные трубы

Добрые советы
Цветы, декор и профессия мечты Цветы, декор и профессия мечты

Декоратор Мария Герман о том, как совместить красоту и бизнес

Cosmopolitan
Корпорации добра. Как благотворительные фонды хантят лучших специалистов из бизнеса Корпорации добра. Как благотворительные фонды хантят лучших специалистов из бизнеса

Кризис может стать отправной точкой для новой карьеры

Forbes
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
Кому на Руси жить тяжело: какие испытания переживают родители и дети в изоляции Кому на Руси жить тяжело: какие испытания переживают родители и дети в изоляции

Тяжелее всех в самоизоляции приходится родителям младших школьников

Forbes
Претендент на покупку «Ведомостей» пригрозил отказом от сделки Претендент на покупку «Ведомостей» пригрозил отказом от сделки

Алексей Голубович предупредил о возможном отказе от покупки «Ведомостей»

Forbes
Окаменелости шлемоголового свистуна указали на теплое прошлое Антарктиды Окаменелости шлемоголового свистуна указали на теплое прошлое Антарктиды

В эоцене в части Антарктиды было достаточно тепло для этих амфибий

N+1
Выживут только сбежавшие Выживут только сбежавшие

Татьяна Алешичева о сериале «Беги»

Weekend
Увлечение серьезных людей. Почему сейчас самое время играть в видеоигры и не стесняться этого Увлечение серьезных людей. Почему сейчас самое время играть в видеоигры и не стесняться этого

Почему именно видеоигры помогут в самоизоляции сохранить душевное спокойствие

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

Простые правила по разбору и утилизации гардероба

РБК
Глава 3: Нью-Йорк и Чикаго Глава 3: Нью-Йорк и Чикаго

– Вы гангстеры? – Нет. Мы русские

Esquire
Что будет с современным искусством после пандемии Что будет с современным искусством после пандемии

Как изменятся цены на искусство и что делать арт-дилерам?

СНОБ
14 по-настоящему уродливых автомобилей 14 по-настоящему уродливых автомобилей

Берегись — это зрелище может вызвать обильное кровотечение из глаз

Maxim
Сладкая жизнь: почему не стоит отказываться от сахара Сладкая жизнь: почему не стоит отказываться от сахара

Диета без сладкого может быть вредна

Cosmopolitan
Рустам Сагдуллаев. Ромео союзного значения Рустам Сагдуллаев. Ромео союзного значения

Фильму «В бой идут одни «старики» уже почти полвека

Караван историй
Любовь до гроба: последние возлюбленные жестоко убитых политиков – кто они Любовь до гроба: последние возлюбленные жестоко убитых политиков – кто они

После громких убийств политиков, удар на себя принимали их жены и подруги

Cosmopolitan
Как заработать миллиарды на чужих судебных спорах Как заработать миллиарды на чужих судебных спорах

Судебные инвестиции — отрасль в России новая, но набирающая обороты

Forbes
Экзамен по жизни Экзамен по жизни

Став взрослыми, мы то и дело сталкиваемся с различными испытаниями

Psychologies
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
Сухой карантин: почему ограничения продажи алкоголя не помогут в борьбе с пандемией Сухой карантин: почему ограничения продажи алкоголя не помогут в борьбе с пандемией

Краш-тест, который поставил под сомнение разумность действий властей

Forbes
8 российских артистов ростом выше 190 см 8 российских артистов ростом выше 190 см

Эффектная внешность очень важна для публичного человека

Cosmopolitan
Колонка: как социальное неравенство разрушило миф об американской мечте Колонка: как социальное неравенство разрушило миф об американской мечте

Что приходит на смену надежде, когда у общества ее больше не остается

Правила жизни
Двойной шок: экономический кризис из-за пандемии может пойти не по тому сценарию, к которому готовятся страны Двойной шок: экономический кризис из-за пандемии может пойти не по тому сценарию, к которому готовятся страны

Этот экономический кризис, вызванный пандемией, может пойти по другому сценарию

Forbes
Всё опять вернётся Всё опять вернётся

Жизнь в Пуэрто-Рико вошла в привычное русло после урагана

Robb Report
Открыть в приложении