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

Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает Когнитивный диссонанс: что это такое простыми словами и из-за чего он возникает

Разберем когнитивный диссонанс на понятных примерах

Playboy
Бумага из пыльцы подсолнуха сымитировала раскрытие цветка магнолии Бумага из пыльцы подсолнуха сымитировала раскрытие цветка магнолии

С помощью этой бумаги можно сделать как цветок магнолии, так и биоробота

N+1
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
Без парты и доски. Мама, учитель и эксперт — о платформах для образования онлайн Без парты и доски. Мама, учитель и эксперт — о платформах для образования онлайн

Первый месяц дистанционного обучения позади

СНОБ
5 привычек, опасных для мозга (от них нужно срочно избавиться) 5 привычек, опасных для мозга (от них нужно срочно избавиться)

Мозг — один из самых главных органов в твоем теле

Playboy
Лучше — не дома: что делать, если вы столкнулись с домашним насилием на карантине Лучше — не дома: что делать, если вы столкнулись с домашним насилием на карантине

Что делать, если вы обнаружили в своем партнере абьюзера?

Esquire
Изоляция убивает романтику? 7 идей для классных домашних свиданий Изоляция убивает романтику? 7 идей для классных домашних свиданий

Хватит ходить по квартире с кислыми лицами

Playboy
Летучие мыши понизили голос ради бананов Летучие мыши понизили голос ради бананов

Летучие мыши продемонстрировали способность к звукоподражанию

N+1
Драгоценный имбирь. Зачем властям «замораживать» цены на еду Драгоценный имбирь. Зачем властям «замораживать» цены на еду

Кабмин согласился поддержать возможность заморозки цен на продукты

СНОБ
«Скептики считают, что омоложение невозможно, но их сознание ограничено»: Тимур Артемьев о перспективах продления жизни «Скептики считают, что омоложение невозможно, но их сознание ограничено»: Тимур Артемьев о перспективах продления жизни

Сооснователь «Евросети» помогает проектам, которые борются со старостью

VC.RU
Травля в школе, депрессия и миллионы: история актера и борца Дуэйна Джонсона Травля в школе, депрессия и миллионы: история актера и борца Дуэйна Джонсона

Не простой путь Дуэйна Джонсона к славе

Cosmopolitan
Уши эльфа и пупок-вагина — самые странные запросы к пластическому хирургу Уши эльфа и пупок-вагина — самые странные запросы к пластическому хирургу

Самые курьезные и странные запросы на пластические операции

Cosmopolitan
Как Миннесотский эксперимент по голоданию объясняет, почему мы скупаем гречку Как Миннесотский эксперимент по голоданию объясняет, почему мы скупаем гречку

Почему не нужно смеяться над теми, кто делает запасы

Maxim
Спасители мира: 10 важных фактов о пчелах Спасители мира: 10 важных фактов о пчелах

10 главных фактов, которые стоит знать о пчелах и их роли в нашей биосфере

Esquire
Как отдохнуть в течение рабочего дня на удаленке: 3 совета от главы LinkedIn Как отдохнуть в течение рабочего дня на удаленке: 3 совета от главы LinkedIn

Это должно в разы увеличить твою продуктивность

Playboy
Гречишники Гречишники

Еда с Еленой Чекаловой

Weekend
Порт, контейнер и гандбол Порт, контейнер и гандбол

Сергей Шишкарев выращивает национального транспортного чемпиона

Forbes
Ели гадости и поджигали себя: жуткие вещи, которые звезды творили на карантине Ели гадости и поджигали себя: жуткие вещи, которые звезды творили на карантине

Как звезды развлекают себя и подписчиков различными челленджами

Cosmopolitan
Почему стареет ядерное топливо: современный подход Почему стареет ядерное топливо: современный подход

Ученые МФТИ предложили новый метод создания точных моделей топлив

Популярная механика
Ганфайтеры: самые меткие стрелки современности Ганфайтеры: самые меткие стрелки современности

Менее чем за одну секунду Говард Дерби может безошибочно поразить пять целей

Популярная механика
Бурозубки со сжатым на зиму мозгом пошли против известных правил метаболизма Бурозубки со сжатым на зиму мозгом пошли против известных правил метаболизма

Скорость метаболизма бурозубок, вопреки экологическим правилам, не растет

N+1
Ты мой кумир! Ты мой кумир!

Вспоминаем, от кого мы сходили с ума в 1990-х годах

Лиза
Фейсбук-проповеди, мамблкор, VR: что и как мы смотрим в эпоху пандемии Фейсбук-проповеди, мамблкор, VR: что и как мы смотрим в эпоху пандемии

Какие жанры служат смысловыми ориентирами и формируют зрительские привычки

РБК
Техника для гипноза, галлюцинаций и сна: что такое Техника для гипноза, галлюцинаций и сна: что такое

Для чего нужны мозговые машины и опасны ли они

Популярная механика
Система безопасности Система безопасности

Почему мы все так по-разному ведем себя во время пандемии?

Лиза
Хезер Моррис: Дорога из Освенцима Хезер Моррис: Дорога из Освенцима

«Сноб» публикует первую главу романа Хезер Моррис «Дорога из Освенцима»

СНОБ
Охота и сельское хозяйство спровоцировали передачу звериных вирусов человеку Охота и сельское хозяйство спровоцировали передачу звериных вирусов человеку

Вирусы млекопитающих регулярно поражают человека

N+1
С места наверх С места наверх

Настоящая история человека, который первым на Земле просто взял и полетел

Популярная механика
Зима, которой не было: как подготовить автомобиль к тёплому сезону Зима, которой не было: как подготовить автомобиль к тёплому сезону

Автомобиль требует внимания в преддверие весны и тем более лета

Популярная механика
Новые луддиты Новые луддиты

Некоторые сотрудники западных компаний протестуют против автоматизации труда

РБК
Открыть в приложении