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

8 доказанных наукой способов жить вместе долго и счастливо 8 доказанных наукой способов жить вместе долго и счастливо

Романтические отношения во многом определяют качество нашей жизни

Добрые советы

Хочешь чего-то новенького? Начни с цвета волос!

Cosmopolitan
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
Сооснователь «Кухни на районе» — о «Москве без плиты» Сооснователь «Кухни на районе» — о «Москве без плиты»

Как «Кухне на районе» удается существовать и даже развиваться в кризис

РБК
Расул Чабдаров: «Я кавказец, и это определяет меня полностью, от начала и до конца» Расул Чабдаров: «Я кавказец, и это определяет меня полностью, от начала и до конца»

Еще несколько лет Расул Чабдаров водил такси

Esquire
С чем пьют ликер бейлиз? 5 лучших сочетаний для уютного вечера или романтичного свидания С чем пьют ликер бейлиз? 5 лучших сочетаний для уютного вечера или романтичного свидания

Нежный и при этом игривый

Playboy
Цивилизация Цивилизация

Они одними из первых освоили инженерию, завели армию, монархию и дипломатию

Вокруг света
26 способов облегчить уборку 26 способов облегчить уборку

Маленькие хитрости, которые помогают сэкономить время для более интересных дел!

Домашний Очаг
На реактивной тяге: как в СССР хотели модернизировать бронетехнику На реактивной тяге: как в СССР хотели модернизировать бронетехнику

Танк с ракетным ускорением — это вовсе не фантастика

Популярная механика
Багажник на несколько дней задержал колонизацию трупа мясными мухами Багажник на несколько дней задержал колонизацию трупа мясными мухами

Эта информация поможет криминалистам точнее устанавливать дату смерти жертв

N+1
Нобель Арустамян: «Мы можем потерять футбол, к которому привыкли» Нобель Арустамян: «Мы можем потерять футбол, к которому привыкли»

Нобель Арустамян об ужине с Марадоной, о любви к Италии и будущем футбола

GQ
Древние южноафриканцы оказались ценителями шкур ночных кошек-одиночек Древние южноафриканцы оказались ценителями шкур ночных кошек-одиночек

Новая глава истории отношений доисторических людей и хищных млекопитающих

N+1
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
Новая «Волга». Какой она могла стать в 2020 году Новая «Волга». Какой она могла стать в 2020 году

Почему легковой «Волге» не суждено было стать полноприводной и мощной

РБК
Зачем пчелы объединяются Зачем пчелы объединяются

Натуралист и биолог Тор Хэнсон знакомит читателя с удивительным миром пчел

СНОБ
То, что я могу делать сам То, что я могу делать сам

В теорию малых дел верят не все, но наши герои считают, что и один в поле воин

Psychologies
Уличный стиль без улиц: что станет со стритстайлом после пандемии Уличный стиль без улиц: что станет со стритстайлом после пандемии

Уйдет ли в прошлое стритстайл или трансформируется во что-то новое

Esquire
Физика с разоблачением Физика с разоблачением

Опыты и фокусы: проверяем физику через 130 лет

Наука и жизнь
Куда подевались миллионы лет истории: тайны геологических слоев Куда подевались миллионы лет истории: тайны геологических слоев

В скальных образованиях отсутствуют миллионы лет истории Земли

Популярная механика
Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново Гендиректор «Шоколадницы» Олег Подгорный: После кризиса мы фактически будем начинать бизнес заново

Проблемы крупного сетевого бизнеса в период самоизоляции

СНОБ
11 литературных героев, которые находились в изоляции 11 литературных героев, которые находились в изоляции

Почему эти персонажи оказались взаперти, чем занимали мозг и тело в изоляции

GQ
Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды Нефти ничто не поможет: куда заведет экономику падение цен на углеводороды

Цены на нефть в обозримой перспективе останутся низкими

Forbes
Продовольствие пошло в рост Продовольствие пошло в рост

Новое обострение отношений между розницей и производителями продуктов питания

Эксперт
7 идей для тех, кто сидит дома 7 идей для тех, кто сидит дома

Как использовать избыток свободного времени с толком

Лиза
Как индустрии выживают в период пандемии: ювелирно-часовой бизнес Как индустрии выживают в период пандемии: ювелирно-часовой бизнес

Проблемы, с которыми столкнулись представители ювелирно-часового бизнеса

РБК
Как любовь родителей влияет на здоровье детей? Как любовь родителей влияет на здоровье детей?

Любовь и нежность положительно влияют на детское здоровье

Psychologies
Пищевой наркотик: так ли опасен главный усилитель вкуса E621 Пищевой наркотик: так ли опасен главный усилитель вкуса E621

Трудно найти вещество, более страшное в глазах потребителя, чем глутамат натрия

Популярная механика
Александр Молочников: «Я почти не огорчаюсь из-за актерских неудач» Александр Молочников: «Я почти не огорчаюсь из-за актерских неудач»

Интервью с актером Александром Молочниковым

Grazia
10 ужасных фильмов, которые не стыдно любить 10 ужасных фильмов, которые не стыдно любить

Эти фильмы провалились в прокате, но на самом деле это чудесные ленты

Maxim
Витамин С: в каких продуктах найти и как приготовить, сохранив максимум пользы Витамин С: в каких продуктах найти и как приготовить, сохранив максимум пользы

Рассказываем, в чем сила витамина С и как получать его из продуктов питания

Psychologies
Открыть в приложении