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
Евгений Чебатков: «Тот стендап, на который я ориентируюсь, — это не гламурный стендап для высшего света» Евгений Чебатков: «Тот стендап, на который я ориентируюсь, — это не гламурный стендап для высшего света»

Евгений Чебатков: Как из сотрудника рекламного агентства попасть на ТНТ

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
8 любимых блюд киногероев, которые легко приготовить дома 8 любимых блюд киногероев, которые легко приготовить дома

Блюда из популярных фильмов и сериалов, которые легко повторить у себя на кухне

РБК
100 дней правительства Мишустина: невиданный кризис и шанс на построение новой экономики 100 дней правительства Мишустина: невиданный кризис и шанс на построение новой экономики

Новый кабинет министров России проработал 100 дней

Forbes
Миллиардер, который не дружит с цифрами: Канье Уэст официально попал в список Forbes Миллиардер, который не дружит с цифрами: Канье Уэст официально попал в список Forbes

Звезда хип-хопа Канье склонен преувеличивать и не в ладах в цифрах

Forbes
Не подходи ко мне Не подходи ко мне

Могут ли родители, не обесценивая чувств ребенка, помочь преодолеть обидчивость

Добрые советы
35 лет перестройке: от какого наследства отказался Путин 35 лет перестройке: от какого наследства отказался Путин

В отказе от наследия перестройки кроется возможное поражение Путина

Forbes
Долой лишнее! Куда сдавать старые ноутбуки, батарейки, текстиль и всё остальное Долой лишнее! Куда сдавать старые ноутбуки, батарейки, текстиль и всё остальное

Куда девать старую одежду и обувь, древние ноутбуки или стопки книг

Cosmopolitan
Антикризисный план: как спасать гостиницу Антикризисный план: как спасать гостиницу

Как гостиницам удержаться на плаву во время глобального кризиса

Forbes
Вспыхнула ярчайшая сверхновая в истории Вспыхнула ярчайшая сверхновая в истории

Вспышка сверхновой прошла по необычному любопытному сценарию

Популярная механика
Настоящий дурдом! Звезды Настоящий дурдом! Звезды

Жизнь под прицелами телекамер – огромное испытание для психики

Cosmopolitan
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
И точка: промышленный дизайн как искусство И точка: промышленный дизайн как искусство

Промдизайн - штука непростая

Популярная механика
Почему не стоит читать соцсети бывшего, если вы недавно расстались? Почему не стоит читать соцсети бывшего, если вы недавно расстались?

Социальные сети только мешают принять разрыв и отпустить прошлое

Psychologies
Прогулки по пляжу оказались угрозой для животных Прогулки по пляжу оказались угрозой для животных

Найдены новые неизвестные науке микроскопические животные

Популярная механика
Красота — в глазах смотрящего Красота — в глазах смотрящего

Юлия Барановская — путешественник с большой буквы

OK!
История в обложках и платьях История в обложках и платьях

Елена Стафьева о выставке «Harper’s Bazaar. Первый журнал мод»

Weekend
Северная надбавка Северная надбавка

Спустя пять лет Владимир Потанин вновь занял первое место в списке Forbes

Forbes
Антропологи описали три способа ритуального вырезания человеческого сердца у ацтеков и майя Антропологи описали три способа ритуального вырезания человеческого сердца у ацтеков и майя

Сердцем и кровью жертв ацтеки и майя кормили богов

N+1
15 главных битв 1939–1945 15 главных битв 1939–1945

Вторая часть списка самых крупных сражений и операций Второй мировой войны

Дилетант
«Господин пять процентов». Как торговец нефтью и создатель Shell скупал сокровища в Эрмитаже «Господин пять процентов». Как торговец нефтью и создатель Shell скупал сокровища в Эрмитаже

Галуст Гюльбенкян скупал полотна из коллекции Эрмитажа

Forbes
5 советов, как сохранить любовь в условиях изоляции 5 советов, как сохранить любовь в условиях изоляции

Рады ли вы тому, что сбылась ваша мечта остаться только вдвоем?

Psychologies
Как быстро очистить старую ржавчину и нагар с посуды Как быстро очистить старую ржавчину и нагар с посуды

Любая сковорода рано или поздно покроется нагаром

Популярная механика
История успеха: как открыть свой салон красоты? История успеха: как открыть свой салон красоты?

Основательница сети салонов Selfie Beauty Club о становлении бьюти-бизнеса

Cosmopolitan
Святое воинство. Про Путина, которого мы не знали Святое воинство. Про Путина, которого мы не знали

Путин против того, чтобы его изображение украшало главный храм Вооруженных сил

СНОБ
Будущее рядом: роботы из биологических тканей Будущее рядом: роботы из биологических тканей

Сокращением выращенных мышц удалось управлять с помощью спинного мозга крысы

Популярная механика
С винтовкой и алебардой: насколько грозна швейцарская армия С винтовкой и алебардой: насколько грозна швейцарская армия

Слова «Швейцария» и «нейтралитет» звучат почти как синонимы

Популярная механика
Простая профилактика Простая профилактика

Чтобы снизить риски распространения вируса, соблюдай эти простые правила

Лиза
Долина раздора. Как комментируют новый фильм Юрия Дудя о мировой IT-столице Долина раздора. Как комментируют новый фильм Юрия Дудя о мировой IT-столице

Интересные мнения о новом фильме Юрия Дудя о мировой IT-столице

СНОБ
Открыть в приложении