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

6 способов защиты от болезни Альцгеймера 6 способов защиты от болезни Альцгеймера

Есть полезные привычки, которые помогут сохранить ясность ума

Psychologies
Posh сквош Posh сквош

Сквош — любимый досуг выпускников престижных частных школ

Robb Report
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
Самоизоляция – прекрасная пора для большой литературы Самоизоляция – прекрасная пора для большой литературы

«Евгений Онегин», «Рудин» и другие произведения, которыми мы обязаны пандемии

GQ
Последствия войны Последствия войны

Ответы на вопросы о последствиях Второй мировой войны

Дилетант
Все скандалы карантина: Все скандалы карантина:

Самые серьезные звездные войны, затеянные во время самоизоляции

Cosmopolitan
Действует сестра Действует сестра

Почему Эль Фэннинг не считает свою сестру соперницей и кому она хочет подражать

Grazia
«Катастрофическая оторванность от земли»: бизнес о новых мерах поддержки от Путина «Катастрофическая оторванность от земли»: бизнес о новых мерах поддержки от Путина

Правительство лишь оттягивает «момент массовой смерти» малого бизнеса

Forbes
Экспресс-проверки водителей на алкоголь. Как это работает Экспресс-проверки водителей на алкоголь. Как это работает

Новую схему экспресс-тестов для водителей на алкоголь и наркотики раскритиковали

РБК
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
Детективные триллеры: 18 лучших картин для захватывающего вечера Детективные триллеры: 18 лучших картин для захватывающего вечера

Готов пощекотать себе нервы?

Playboy
Та, что помоложе: знаменитости, поменявшие молодых жен на еще более юных Та, что помоложе: знаменитости, поменявшие молодых жен на еще более юных

В творческой среде крепкие и долгие браки — редкость

Cosmopolitan
Как Елизавета II обращалась к подданным — и какие наряды выбирала: разбираем все 5 внеплановых обращений к нации Как Елизавета II обращалась к подданным — и какие наряды выбирала: разбираем все 5 внеплановых обращений к нации

Елизавета II выступала с внеплановым обращением к нации всего пять раз

Esquire
Как разрушаются берега Российской Арктики: новое исследование Как разрушаются берега Российской Арктики: новое исследование

С какой скоростью разрушается эта часть уникального северного региона

Популярная механика
Как отрастить волосы на карантине и потом жить с ними: берем пример с Киану Ривза, Джейсона Момоа и других Как отрастить волосы на карантине и потом жить с ними: берем пример с Киану Ривза, Джейсона Момоа и других

Что делать с прической, сидя в самоизоляции

Esquire
«Долго и счастливо без измен и предательств». Личное размышление о родителях «Долго и счастливо без измен и предательств». Личное размышление о родителях

История о людях, которые прожили вместе 50 лет бок о бок

Cosmopolitan
Жизнь без купюр Жизнь без купюр

Уже завтра получать, копить и тратить деньги люди будут совершенно по‑новому

GQ
Как не достать соседа: 7 правил карантина в многоквартирном доме Как не достать соседа: 7 правил карантина в многоквартирном доме

Сейчас никому не нужны дополнительные проблемы.

Playboy
Сценарий Людмилы Улицкой «Чума» по мотивам событий 1939 года в Москве Сценарий Людмилы Улицкой «Чума» по мотивам событий 1939 года в Москве

Отрывок из киносценария «Чума» Людмилы Улицкой

СНОБ
От перевала Дятлова до Несси: 5 загадок, которые никто не раскрыл От перевала Дятлова до Несси: 5 загадок, которые никто не раскрыл

О событиях, по поводу которых продолжают спорить ученые и энтузиасты

РБК
Собянин прекратил работу большинства организаций и ввел пропуска в Москве Собянин прекратил работу большинства организаций и ввел пропуска в Москве

Сергей Собянин объявил о приостановке работы большинства организаций в Москве

Forbes
«Уснуть в этой ситуации  — значит умереть». Как осознанно управлять здоровьем во время кризиса и самоизоляции «Уснуть в этой ситуации  — значит умереть». Как осознанно управлять здоровьем во время кризиса и самоизоляции

Как противостоять мощнейшему стрессу, которому мы подвергаемся на самоизоляции

Forbes
Оптомеханический резонатор измерил частоту колебаний одной бактерии Оптомеханический резонатор измерил частоту колебаний одной бактерии

Бактерия совершает в основном изгибовые и сфероидальные колебания

N+1
Готовьтесь к рецессии не менее года: как среднему и малому бизнесу выжить в условиях пандемии Готовьтесь к рецессии не менее года: как среднему и малому бизнесу выжить в условиях пандемии

Сейчас все зависит от способности не паниковать и не расслабляться

Forbes
Почему кровоточат десны Почему кровоточат десны

Как бороться с воспалительными заболеваниями десен?

Лиза
От Джима Керри до Брэда Питта: 8 кинозвезд без актерского образования От Джима Керри до Брэда Питта: 8 кинозвезд без актерского образования

Оказывается, далеко не все голливудские звезды работают по профилю

РБК
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
Крах на бумаге: почему не было нефти по минус $37 Крах на бумаге: почему не было нефти по минус $37

Что же за явление мы увидели 20 апреля 2020 года

Forbes
Катафалк с пушкой: история необычной советской самоходки КСП-76 Катафалк с пушкой: история необычной советской самоходки КСП-76

Полное имя: Колесная Самоходная Пушка калибра 76 мм.

Maxim
Пандемия породила спрос на одиночество: риелторы заметили рост интереса к уединенному жилью Пандемия породила спрос на одиночество: риелторы заметили рост интереса к уединенному жилью

Владельцы уединенного жилья — о плюсах и минусах жизни вдали от цивилизации

Forbes
Открыть в приложении