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

«Это просто отвратительно»: чем нам полезно это чувство? «Это просто отвратительно»: чем нам полезно это чувство?

Почему все люди испытывают одинаковое отвращение к некоторым вещам

Psychologies
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
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
Продукты с плесенью: спасти или выбросить Продукты с плесенью: спасти или выбросить

Можно ли удалить заплесневелую часть продукта и съесть остальное

Здоровье
Эмоции мышей определили по выражению морды Эмоции мышей определили по выражению морды

Что такое эмоции животных, похожи ли они на человеческие и как их отличить?

N+1
Как пять чувств помогут определить проблемы с автомобилем Как пять чувств помогут определить проблемы с автомобилем

У человека от природы есть все для первичной диагностики автомобиля

Популярная механика
Ноев ковчег ХХ века: в чем секрет успеха «Титаника» Джеймса Кэмерона? Ноев ковчег ХХ века: в чем секрет успеха «Титаника» Джеймса Кэмерона?

Каким получился фильм «Титаника» и в чем секрет успеха картины

Esquire
Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе Сколько зарабатывают животные-актёры и как снять своего питомца в кино или рекламе

О съемках животных в кино рассказывают агенства и хозяева

VC.RU
История в обложках и платьях История в обложках и платьях

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

Weekend
Полярник, лесник и подводник — о трудностях и радостях изоляции Полярник, лесник и подводник — о трудностях и радостях изоляции

Люди, для которых преодоление одиночества стало профессиональным навыком

РБК
T-клетки указали на болезнь Паркинсона до появления симптомов T-клетки указали на болезнь Паркинсона до появления симптомов

T-клетки могут стать маркером развития болезни Паркинсона до появления симптомов

N+1
Лучшие исторические сериалы — от «Романовых» до «Рима» (+ бонус) Лучшие исторические сериалы — от «Романовых» до «Рима» (+ бонус)

Самое время окунуться в историю

Playboy
«Мы тренируемся на улицах. Олимпийские чемпионы соревнуются с соседскими детьми» «Мы тренируемся на улицах. Олимпийские чемпионы соревнуются с соседскими детьми»

Монологи спортсменов, чью мечту об Олимпиаде в Токио разрушила пандемия

GQ
Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца Суборбитальный телескоп разглядел тонкие нити плазмы в корональных петлях Солнца

Изображения с высоким разрешением сделал суборбитальный телескоп NASA Hi-C

N+1
Ветра на коричневом карлике оказались сильнее юпитерианских Ветра на коричневом карлике оказались сильнее юпитерианских

Астрономы впервые смогли измерить среднюю скорость ветров, бушующих на экваторе

N+1
Кортизол под контролем Кортизол под контролем

Как контролировать уровень главного гормона стресса – кортизола

Худеем правильно
Летучие мыши ни при чем: в Китае нашли нулевую пациентку, с которой началась эпидемия Летучие мыши ни при чем: в Китае нашли нулевую пациентку, с которой началась эпидемия

Расследование пути передачи инфекции в Китае привело к женщине

Домашний Очаг
Раки-богомолы нашли дорогу домой с помощью интеграции пути Раки-богомолы нашли дорогу домой с помощью интеграции пути

Раки-богомолы находят направление к дому при помощи интеграции пути

N+1
Снайпер дома Павлова: документальные кадры, как Анатолий Чехов убивает своего 40-го фашиста Снайпер дома Павлова: документальные кадры, как Анатолий Чехов убивает своего 40-го фашиста

История дома Павлова

Maxim
10 самых перспективных управленцев России до 30 лет — 2020. Выбор Forbes 10 самых перспективных управленцев России до 30 лет — 2020. Выбор Forbes

Номинанты в рейтинг Forbes «30 до 30» в категории «Управление»

Forbes
Как появились онлайн-концерты Как появились онлайн-концерты

И при чем здесь Мартин Скорсезе.

GQ
Почему Wi-Fi не работает: причины проблемы и решения Почему Wi-Fi не работает: причины проблемы и решения

Если WLAN-сеть перестала работать, на то может быть множество причин

CHIP
Керченский, Циндаоский и другие самые дорогие мосты в мире Керченский, Циндаоский и другие самые дорогие мосты в мире

Во сколько обходится строительство огромных мостов по всему миру

Популярная механика
Леа Сейд. Превращение Леа Сейд. Превращение

«Родилась с серебряной ложкой во рту» — это о ней

Караван историй
На страже ее величества На страже ее величества

Вот уже двадцать пять лет Анджела Келли отвечает за гардероб английской королевы

Караван историй
«Это иллюзия, что доставка может спасти»: почему рестораны в кризис полностью останавливают работу «Это иллюзия, что доставка может спасти»: почему рестораны в кризис полностью останавливают работу

Владельцы ресторанов и других заведений рассказали, как переживают «заморозку»

VC.RU
Диабет, рак и ВИЧ. С каким диагнозом живут знаменитости? Диабет, рак и ВИЧ. С каким диагнозом живут знаменитости?

Многие знаменитости в течение долгих лет живут с серьёзными заболеваниями

Cosmopolitan
«Надо смириться с неопределенностью» «Надо смириться с неопределенностью»

Куда девать негатив, когда сидишь в четырех стенах

Огонёк
Брошенные виллы в Испании: что станет с «запасными аэродромами» богатых россиян за рубежом Брошенные виллы в Испании: что станет с «запасными аэродромами» богатых россиян за рубежом

Состоятельные россияне вынуждены менять долгосрочную жизненную стратегию

Forbes
Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте Набег вкладчиков: что россияне сделали с деньгами, вынесенными с депозитов крупнейших банков в марте

Из мартовского оттока в $5 млрд почти $4 млрд пришлось на пять крупных банков

Forbes
Открыть в приложении