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

Благо или проклятие. Как выбраться из ловушки трудоголизма и найти баланс в жизни Благо или проклятие. Как выбраться из ловушки трудоголизма и найти баланс в жизни

Что такое трудоголизм, когда он приводит к выгоранию или проблемам с психикой

Forbes
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
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
«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
Любовь Лолиты Любовь Лолиты

Лолита Милявская нашла нового мужчину и по-прежнему не собирается притворяться

Домашний Очаг
«Это временно»: стоит ли вкладываться в комфорт, зная, что он ненадолго? «Это временно»: стоит ли вкладываться в комфорт, зная, что он ненадолго?

Стоит ли прилагать усилия для обустройства временного жилища

Psychologies
16 самых молодых холостяков-миллиардеров из списка Forbes 16 самых молодых холостяков-миллиардеров из списка Forbes

Богатейших люди мира до 40 лет, не связанные узами брака

Forbes
Время разомкнутых объятий Время разомкнутых объятий

Как переживается вынужденное уединение в разных странах мира

Огонёк
Когда изоляция – это способ колонизировать планеты Когда изоляция – это способ колонизировать планеты

Человечество смотрит всё дальше в космическое пространство

Популярная механика
Мел-палеогеновое вымирание увеличило мозг птиц Мел-палеогеновое вымирание увеличило мозг птиц

После гибели динозавров птицам потребовались значительные умственные способности

N+1
«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
«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
9 идей, чтобы уцелеть в самоизоляции 9 идей, чтобы уцелеть в самоизоляции

Как уменьшить страдание из-за разорванных социальных связей

Psychologies
«В России надо повышать роль женщин во власти и бизнесе»: Игорь Рыбаков — про женское лидерство «В России надо повышать роль женщин во власти и бизнесе»: Игорь Рыбаков — про женское лидерство

Игорь Рыбаков о своем проекте поддержки женщин-предпринимателей

Forbes
«Не хочу и не буду»: что я на самом деле думаю о саморазвитии на карантине «Не хочу и не буду»: что я на самом деле думаю о саморазвитии на карантине

Призывы провести карантин с пользой окружили меня со всех сторон

Psychologies
«Соседский капитализм» «Соседский капитализм»

Отрывок из монографии знаменитого историка и писателя Льва Лурье

N+1
Нурлан Сабуров: «Комик не обязан быть остросоциальным. Он вообще никому ничего не должен» Нурлан Сабуров: «Комик не обязан быть остросоциальным. Он вообще никому ничего не должен»

Нурлан Сабуров — самый популярный казах в российском стендапе

Esquire
«Я не хочу превращаться в старого брюзгу» «Я не хочу превращаться в старого брюзгу»

Евгений Маргулис о современных трендах и о том, как не стареть душой

OK!
Самые большие сюжетные дыры популярных кинофильмов (30+ примеров) Самые большие сюжетные дыры популярных кинофильмов (30+ примеров)

Сюжетная дыра — не всегда признак халтуры

Maxim
Алексей Щербаков: «Я злой, хороший, неприятный человек» Алексей Щербаков: «Я злой, хороший, неприятный человек»

Алексей Щербаков о том, изменили ли его деньги, о феминизме и успехе

Esquire
Веганы против мяса: крайней станет Земля? Веганы против мяса: крайней станет Земля?

Каждый из нас слышал: не ешь мясо, так ты ослабишь глобальное потепление

Naked Science
Кариес, уходи! 8 советов, как сохранить здоровье зубов Кариес, уходи! 8 советов, как сохранить здоровье зубов

Как сэкономить на лечении зубов и ходить только на плановые осмотры

Cosmopolitan
Жизнь на автопилоте: как вернуть себе управление Жизнь на автопилоте: как вернуть себе управление

Когда на автопилоте проходит большая часть жизни, мы многое теряем

Psychologies
14 детей и брак с коллегой: личная жизнь самых популярных порноактрис 14 детей и брак с коллегой: личная жизнь самых популярных порноактрис

Говоря о порноактрисах, мы редко задумываемся о том, есть ли у них семьи

Cosmopolitan
7 подкастов о том, как бизнесмены и стартаперы переживают кризис и пандемию 7 подкастов о том, как бизнесмены и стартаперы переживают кризис и пандемию

Подкасты про бизнес, где звучат голоса тех, кто сейчас работает на износ

Forbes
Мануэла Бортоламеолли о главных трендах, вкусах клиентов и работе с семьей Мануэла Бортоламеолли о главных трендах, вкусах клиентов и работе с семьей

Мануэла Бортоламеолли – о личной жизни и главных трендах 2020 года

Cosmopolitan
Пижама-пати Пижама-пати

Как и с кем герои «Татлера» проводят карантин

Tatler
Почему кровоточат десны Почему кровоточат десны

Как бороться с воспалительными заболеваниями десен?

Лиза
Время стать экоцентриком Время стать экоцентриком

Глобальное потепление, климатические изменения – эти слова вошли в наш обиход

Psychologies
Ученые создали квантовые точки, расстреляв графен потоком ионов Ученые создали квантовые точки, расстреляв графен потоком ионов

Графеновые островки (квантовые точки) сверхмалого размера

Популярная механика
Открыть в приложении